Mortalitätsanalyse (ehemals: Allgemeine Demographie III

Transkript

1 Mortalitätsanalyse (ehemals: Allgemeine Demographie III ROLAND RAU Universität Rostock, Wintersemester 2015/ Oktober 2015 c Roland Rau Mortalitätsanalyse 1 / 39

2 Zur Person: Roland Rau seit 01. Juni 2011 Lehrstuhl für Demographie von 01. Juli Mai 2011: Juniorprofessor für Demographie an der Uni Rostock davor Senior Research Scientist am Max-Planck-Institut für demografische Forschung und Research Scholar an der Duke University. Arbeitsschwerpunkte: Mortalitätsanalyse, Methoden der Demographie Sprechstunde: Mittwoch, 09:00 10:00 und nach Vereinbarung (Raum 146, Ulmenstr. 69). Empfehlung: Anmeldung via mit dem konkrekten Anliegen. c Roland Rau Mortalitätsanalyse 2 / 39

3 Organisatorisches: Mortalitätsanalyse Mortalitätsanalyse Vorlesung (R. Rau): Dienstag 09:15 10:45 Raum 022 Übung/Seminar (M. Ebeling): Donnerstag 15:15 16:45 Raum 227 Lehrmaterialien (wie diese Präsentation) der Vorlesung sind frei zugänglich unter: Hinweis zur Übung: Beginn offiziell am 22. Oktober; wer jedoch gar keine Ahnung von R hat: Marcus Ebeling gibt am 15. Oktober eine Kurz-Einführung. Gruppenarbeit: nicht in Klausur (logo), aber ansonsten möchte ich Sie zur Teamarbeit ermuntern! c Roland Rau Mortalitätsanalyse 3 / 39

4 Untersuchungsgegenstand Geburt Bevölkerung Größe & Struktur Tod (Migration) c Roland Rau Mortalitätsanalyse 4 / 39

5 Untersuchungsgegenstand Geburt Bevölkerung Größe & Struktur Tod (Migration) c Roland Rau Mortalitätsanalyse 5 / 39

6 Untersuchungsgegenstand offizieller Titel der Veranstaltung: Mortalitätsanalyse alternativer Titel: Maße der Sterblichkeit (und auch Krankheit) und Determinanten der Sterblichkeit Fokus bei der quantitativen Analyse auf Aggregatdaten (aber nicht nur); Fokus auf Individualdaten im Modul Lebensdaueranalyse im vergangenen/kommenden Sommersemester. Mischung aus Vorlesungen (der Regelfall), Gästen und einer Podiumsdiskussion. c Roland Rau Mortalitätsanalyse 6 / 39

7 Gäste? Podiumsdiskussion? Gäste: 27. Oktober 2015: Prof. Dr. Dr. Ulrich Mueller (BiB, Wiesbaden): Der Nachweis der Kausalität in epidemiologischen Kohortenstudien und alternativen Studiendesigns 03. November 2015: 09:15(!) an der Rechtsmedizin der Uni Rostock: Feststellung des Todes, der Todesursache und der Todesart. (OA PD Dr. Ulrich Hammer oder Kollege/KollegIn) Vortrag im Demonstrationshörsaal des Pathologischen Instituts (Strempelstr). Gemeinsam hingehen; Treffpunkt Haupteingang Haus 1, Ulmenstr. 69 um 8:55 (pünktlich!) Januar 2015: Stefanie Neidhart zu multiresistenten Keimen (Berufsmöglichkeit von Demographen, vermutlich i. d. Übung) Januar 2016: James Oeppen (University of Southern Denmark, Odense) zu historischer Demographie (in englischer Sprache, vermutlich i. d. Übung) Paneldiskussion: 01. Dezember 2015: Wo liegen die Grenzen bei der Entwicklung der Lebenserwartung? c Roland Rau Mortalitätsanalyse 7 / 39

8 Stichwort: Paneldiscussion Idee: Diskussion zum Thema Wo liegen die Grenzen bei der Entwicklung der Lebenserwartung? Basisliteratur (aus den Netz der Uni Rostock verfügbar): Olshansky et al. (1990) Oeppen and Vaupel (2002) de Grey (2006) darauf aufbauend weitere Literatur suchen und sich darauf beziehen. c Roland Rau Mortalitätsanalyse 8 / 39

9 Themenübersicht (geplant) 13. Oktober 2015: (teilweise Wiederholung) Sterberaten, Sterbewahrscheinlichkeit, Rohe Sterberate, Altersstandardisierung, Dekomposition der Rohen Sterberate, Datenquellen der Mortalitätsforschung 20. Oktober 2015: weitere Mortalitätsindizes basierend auf Raten; Indzidenzrate, Prävelanz; Streuungsmaße für die Sterberate und die Sterbewahrscheinlichkeit; Periodenbetrachtung vs. Kohortenbetrachtung. 27. Oktober 2015: Vortrag Prof. Dr. Dr. Mueller 03. November 2015: Besuch der Rechtsmedizin 10. November 2015: Sterbetafelberechnung; Dekomposition der Lebenserwartung 17. November 2015: abgekürzte Sterbetafel; cause-eliminated life tables; increment-decrement life tables; joint survival Berechnungen 24. November 2015: Geschichte der Todesursachenstatistik; Codierung von Todesursachen; multiple decrement life tables 01. Dezember 2015: Paneldiskussion geplante weitere Themen (unsortiert): sozioökonomische Unterschiede in der Sterblichkeit; saisonale Sterblichkeit; Familienstand und Sterblichkeit; healthy life expectancy; Streuungsmaße für die Sterbealterverteilung; parametrische Sterblichkeitsmodelle; indirekte Mortalitätsschätzung; Säuglingssterblichkeit; (biologische) Theorien der Langlebigkeit; geographische Sterblichkeitsunterschiede; Alters-, Perioden-, und Kohorteneffekte in der Sterblichkeit; Geschlechterunterschiede in der Sterblichkeit; Lifestyle ( Rauchen, Adipositas) und Sterblichkeit; epidemiologischer Übergang & Health Transition; Höchstaltrigensterblichkeit; Extinct-Cohort-Methode; genetische Faktoren der Sterblichkeit; c Roland Rau Mortalitätsanalyse 9 / 39

10 Messung der Sterblichkeit Basiseinheit in der Mortalitätsanalyse: ein Todesfall (exakte Definition Vortrag, Rechtsmedizin) Messung von Prozessen typischerweise mittels Raten oder Wahrscheinlichkeiten Wir konzentrieren uns zuerst auf Raten. Klassische Raten: Herzfrequenz (engl. heart rate ): Anzahl der Herzschläge pro Minute (der Puls ) Radioaktiver Zerfall, 1 Becquerel, Anzahl der Atomkerne, die in einer Sekunde zerfallen Messung von Ereignissen pro Zeiteinheit. Ist dies sinnvoll in der Demographie? c Roland Rau Mortalitätsanalyse 10 / 39

11 Sterberaten Anzahl der Sterbefälle im Jahr in Deutschland: 844, , , , ,582 in Österreich: 75,083 77,381 77,199 76,479 79, 436 in der Schweiz: 61,233 62,476 62,649 62,091 64,173 Quelle: eigene Zusammenstellung nach Angaben der Statistischen Ämter der jeweiligen Länder daher in der Demographie: sondern : Anzahl der Ereignisse nicht : Zeiteinheit Anzahl der Ereignisse Gelebte Personenjahre unter Risiko des Ereignisses Doch was sind gelebte Personen-Jahre?!? c Roland Rau Mortalitätsanalyse 11 / 39

12 Gelebte Personen-Jahre Hypothetisches Beispiel: Gelebte Personenjahre im Jahr 2006 Person A F A B C D E F Wir haben vier Sterbefälle beobachtet, aber nur drei davon im Jahr Damit haben wir D 2006 = 3. Person Beitrag im Jahr 2006 einzeln kumuliert A B C D E F Die Anzahl der gelebten Personenjahre (number of person-years lived) wird häufig mit N abgekürzt, in unserem hypothetischen Fall: N 2006 = Jahr c Roland Rau Mortalitätsanalyse 12 / 39

13 Sterberate Hypothetisches Beispiel: Gelebte Personenjahre im Jahr 2006 Person A F A B C D E F Die Sterberate für ein Zeitintervall t ist definiert als ein Bruch mit der Anzahl der Sterbefälle (D t ) in t im Zähler und der Anzahl der gelebten Personenjahre (N t ) in t im Nenner. Bezieht sich diese Sterberate auf alle Altersstufen, so spricht man von der rohen Sterberate (engl.: crude death rate): CDR t = D t N t Jahr c Roland Rau Mortalitätsanalyse 13 / 39

14 Sterberate Hypothetisches Beispiel: Gelebte Personenjahre im Jahr 2006 Person A F A B C D E F CDR 2006 = D 2006 N 2006 = = Leider weiss man häufig nicht exakt, wieviele Personenjahre in einem Intervall (z.b. einem Jahr gelebt haben. Daher approximiert man typischerweise N t mit dem arithmetischen Mittel der Ausgangs- und der Endbevölkerung CDR 2006 = = = 2 3 = Jahr c Roland Rau Mortalitätsanalyse 14 / 39

15 Sterberate Beispiel, Deutschland, Jahr 2014 (Angaben des Statistischen Bundesamtes): Gestorbene im Jahr 2014: 868,356 Bevölkerung am : 80,767,000 Bevölkerung am : 81,198,000 CDR Deutschland,2014 = 868, ,767,000+81,198,000 2 = 868, , 982, 500 = Die CDR wird normalerweise in pro 1,000 angegeben: , 000 = Sterbefälle pro 1,000 c Roland Rau Mortalitätsanalyse 15 / 39

16 Rohe Sterberate ('CDR') in ausgewählten Ländern, CDR FRA FRG GDR ITA JPN SWE USA Jahr Datenquelle: Human Mortality Database (2015), eigene Darstellung c Roland Rau Mortalitätsanalyse 16 / 39

17 Sterberaten Die rohe Sterberate (CDR) in einigen Ländern im Jahr 2011: (Angaben pro 1,000) Ranking Land CDR 1 Lesotho Afghanistan Russia Lithuania Cameroon Ethiopia Germany Japan Denmark North Korea France 8.6 World United States Kuwait Qatar United Arab Emirates 0.9 Quelle: Wikipedia (2015) ( nach OECD 2011 c Roland Rau Mortalitätsanalyse 17 / 39

18 Sterberaten Die rohe Sterberate Ein zweites Beispiel: Swedische Frauen, 1956: D (t = 1956) N (t = 1956) = = D (t = 1956) P(t=1956)+P(t=1957) 2 = 33, 522 3,651,034+3,673, , 522 = ; oder per 10, 000 3, 662, 497 Swedische Frauen, 2006: D (t = 2006) N (t = 2006) = = D (t = 2006) P(t=2006)+P(t=2007) 2 = 47, 000 4,561,160+4,589, , 000 = ; oder per 10, 000 4, 575, 446 c Roland Rau Mortalitätsanalyse 18 / 39

19 Problem: Die rohe Sterberate wird stark von der Altersstruktur beeinflusst (Und diese hat sich seit 1960 stark verändert). c Roland Rau Mortalitätsanalyse 19 / 39

20 Sterberaten Problem der CDR: Mortalität sank zwischen 1956 und 2006 CDR nahm zu! Geänderte Altersstruktur: Weitaus mehr ältere Personen in Schweden im Jahr 2006 als im Jahr 1956 (nicht nur in Schweden) Lösung I: Altersspezifische Sterberaten m (x, y) = ,561+28,633 2 m (x = 70, y = 1956) = D (x = 70, y = 1956) N (x = 70, y = 1956) = = 905 = ; oder per 10, , 097 m (x = 70, y = 2006) = 529 = ; oder per 10, , 728 c Roland Rau Mortalitätsanalyse 20 / 39

21 Sterberaten Lösung II: Berücksichtigung der geänderten Altersstruktur Alter Männer Frauen Alter Männer Frauen c Roland Rau Mortalitätsanalyse 21 / 39

22 Sterberaten Lösung II: Berücksichtigung der geänderten Altersstruktur: Altersstandardisierte Sterberaten (Age-Standardized Death Rates) Grundidee: Multipliziere die altersspezifischen Sterberaten in beiden Bevölkerungen (z.b. Schweden 1956 und 2006, aber auch zwischen zwei Ländern) jeweils mit den altersspezifischen Bevölkerungsgewichten einer (beliebigen) Referenzbevölkerung. ASCDR i = x m (x) i c (x) mit der altersstandardisierten Sterberate ASCDR, den altersspezifischen Sterberaten in Bevölkerung i, m (x) i sowie c (x), den Anteilen der Altersgruppe x in der Referenzbevölkerung c Roland Rau Mortalitätsanalyse 22 / 39

23 Sterberaten Beispiel: Männer in Schweden, 1950 (1) und 2000 (2) Referenzbevölkerung: Männer in Schweden, 1975 Alter N x,1 D x,1 m x,1 N x,2 D x,2 m x,2 c x m x,1 m x, ,031,357 2, ,102, ,062,806 1, ,211, ,945 5, ,204,738 4, ,145 17, ,065 18, ,048 8, ,462 20, ,456,316 35,438 4,377,780 45, , 438 CDR 1950 = 3, 456, 316 = ; CDR 45, = 4, 377, 780 = ASCDR 1950 = ; ASCDR 2000 = c Roland Rau Mortalitätsanalyse 23 / 39

24 Sterberaten Beispiel: Japan, 1980 (1) und 2009 (2) Referenzbevölkerung: Gesamtbevölkerung 1980 und 2009 (gemeinsam) Alter N x,1 D x,1 m x,1 N x,2 D x,2 m x,2 c x m x,1 m x, ,753 35,566, ,952 2,2930, ,373 36,676, ,250 32,015, ,481 29,005, ,638 33,014, ,079 13,332, ,922 30,125, ,617 1,586, ,150 7,736, , ,168,463 1,126, ,822, , 304 CDR 1980 = 116, 168, 463 = ; CDR 1, 126, = 125, 822, 846 = ASCDR 1980 = ; ASCDR 2009 = c Roland Rau Mortalitätsanalyse 24 / 39

25 Lösung III: Dekomposition der rohen Sterberate A closely related question is, How much of the difference between death rates in A and B is attributable to differences in their age distributions? This latter question is addressed through a technique known as decomposition (Kitagawa, 1955). Preston/Guillot/Heuveline (2001, S. 28) c Roland Rau Mortalitätsanalyse 25 / 39

26 Lösung III: Dekomposition der rohen Sterberate A closely related question is, How much of the difference between death rates in A and B is attributable to differences in their age distributions? This latter question is addressed through a technique known as decomposition (Kitagawa, 1955). Preston et al. (2001, S. 28) Idee: [ = CDR 2000 CDR 1960 = CDR B CDR A] kann ausgedrückt werden als: = Beitrag der Altersstruktur zu + Beitrag der Mortalitätsentwicklung zu c Roland Rau Mortalitätsanalyse 26 / 39

27 Lösung III: Dekomposition der rohen Sterberate = Beitrag der Altersstruktur zu + Beitrag der Mortalitätsentwicklung zu Formel von Preston et al. (2001, S. 28): = x ( c B x c A x ) ( m B x + m A x 2 ) + x ( m B x m A x ) ( c A x + c B x 2 ) Alter x c x,1980 m x,1980 c x,2009 m x,2009 (c B x c A x ) ( m B x +m A x 2 ) ( ) ( m B x m A c A x +c B ) x x = CDR 2009 CDR 1980 = = = ( ) = c Roland Rau Mortalitätsanalyse 27 / 39

28 Und Sterbewahrscheinlichkeiten? Was ist eine Wahrscheinlichkeit? Es gibt verschiedene Definitionen. Wir sagen einfacherweise: Eine Wahrscheinlichkeit ist die relative Häufigkeit eines Ereignisses bei einem Zufallsexperiment. (Diese Definition wurde von Richard von Mises geprägt.) Beispiele Münzwurf Werfen eines Würfels Roulette-Scheibe... c Roland Rau Mortalitätsanalyse 28 / 39

29 Und Sterbewahrscheinlichkeiten? Was ist eine Wahrscheinlichkeit? Aber nicht jedes Ereignis muss die gleiche Wahrscheinlichkeit haben. Beispiel: Augenzahl von zwei Würfeln. Wahrscheinlichkeitsverteilung der Summe von zwei Würfeln Relative Häufigkeit Summe von zwei Würfeln c Roland Rau Mortalitätsanalyse 29 / 39

30 Und Sterbewahrscheinlichkeiten? Hypothetisches Beispiel: Person A F A B C D E F In der Mortalitätsanalyse gibt es nur zwei Ereignisse: die Person lebt am Ende des Bemessungszeitraums oder die Person ist währenddessen gestorben. Die Sterbewahrscheinlichkeit q ist definiert als ein Bruch mit der Anzahl der Sterbefälle (D t ) in t im Zähler und im Nenner der Anzahl der Personen, die dem Risiko vor Beginn des Zufallsexperiments ausgesetzt waren (P t ). In unserem Beispiel: q t = D t P t = 3 6 = Jahr c Roland Rau Mortalitätsanalyse 30 / 39

31 Sterbewahrscheinlichkeiten vs. Sterberaten Sterberate = Anzahl der Ereignisse(= Gestorbene) Anzahl der gelebten Personenjahre Sterbewahrscheinlichkeit = Anzahl der Ereignisse(= Gestorbene) Anzahl der Personen, denen das Ereignis (= Tod) ereilen kann Trotz der unterschiedlichen Definitionen und der unterschiedlichen Werte in unserem hypothetischen Beispiel sind altersspezifische Sterberaten und Sterbewahrscheinlichkeiten relativ ähnlich (siehe nächste Folie). c Roland Rau Mortalitätsanalyse 31 / 39

32 Sterbewahrscheinlichkeiten vs. Sterberaten Sterberaten, m(x), und Sterbewahrscheinlichkeiten, q(x), für Frauen und Männer in den Neuen Bundesländern im Jahr 2008 Logarithmierte Skala! q(x) bzw. m(x) Sterberate m(x), Frauen Sterbewahrscheinlichkeit q(x), Frauen Sterberate m(x), Männer Sterbewahrscheinlichkeit q(x), Männer q(x) bzw. m(x) Alter x Alter x c Roland Rau Mortalitätsanalyse 32 / 39

33 Datenquellen Unsere Hauptquelle für Daten: Human Mortality Database ( Wichtig: Bitte registrieren Sie sich bis zur nächsten Veranstaltung bei der HMD Kannisto-Thatcher Database on Old-Age Mortality ( International Database on Longevity (IDL) ( Nach dem Vorbild der HMD: La Mortalidad ( Nach dem Vorbild der HMD: Canadian HMD ( Gesundheitsberichterstattung des Bundes ( World Population Prospects, 2015 Revision ( WHO Global Health Observatory ( c Roland Rau Mortalitätsanalyse 33 / 39

34 Buchhinweis Empfehlung (allgemein für den Master): Preston et al. (2001) c Roland Rau Mortalitätsanalyse 34 / 39

35 Aufgaben Registrieren Sie sich bei der Human Mortality Database Berechnen Sie die rohe Sterberate für Österreich von 1950 bis 2014 und plotten Sie diese. Berechnen Sie die ASCDR von Österreich von 1950 bis 2014 und plotten Sie diese (mit der Bevölkerung 2000 als Standardbevölkerung). Vergleichen Sie die rohe Sterberate 1950 und 2014 in Österreich, indem Sie den Unterschiede in zwei Komponenten zerlegen: 1 den Beitrag der Mortalitätsentwicklung 2 den Beitrag der Veränderung der Altersstruktur Bereiten Sie drei Folien (als PDF) vor, auf denen Sie die beiden Grafiken (Seite 1 & 2) sowie die Ergebnisse der Dekomposition (Folie 3) präsentieren. c Roland Rau Mortalitätsanalyse 35 / 39

36 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! c Roland Rau Mortalitätsanalyse 36 / 39

37 de Grey, A. D. (2006). Extrapolaholics Anonymous. Why Demographers Rejections of a Huge Rise in Cohort Life Expectancy in This Century are Overconfident. Annals of the New York Academy of Sciences 1067, Kitagawa, E. M. (1955). Components of a Difference Between Two Rates. Journal of the American Statistical Association 50, Oeppen, J. and J. W. Vaupel (2002). Broken Limits to Life Expectancy. Science 296, Olshansky, S. J., B. A. Carnes, and C. Cassel (1990). In Search of Methuselah: Estimating the Upper Limits to Human Longevity. Science 250, Preston, S. H., P. Heuveline, and M. Guillot (2001). Demography. Measuring and Modeling Population Processes. Oxford, UK: Blackwell Publishers. University of California, Berkeley (USA), and Max Planck Institute for Demographic Research, Rostock, (Germany) (2015). Human Mortality Database. Available at c Roland Rau Mortalitätsanalyse 37 / 39

38 Lizenz This open-access work is published under the terms of the Creative Commons Attribution NonCommercial License 2.0 Germany, which permits use, reproduction & distribution in any medium for non-commercial purposes, provided the original author(s) and source are given credit. Für ausführlichere Informationen: (Deutsch) (English) c Roland Rau Mortalitätsanalyse 38 / 39

39 Kontakt Universität Rostock Institut für Soziologie und Demographie Lehrstuhl für Demographie Ulmenstr Rostock Germany Tel.: Fax.: Sprechstunde im WS 2015/2016: Mittwochs, 09:00 10:00 (und nach Vereinbarung) c Roland Rau Mortalitätsanalyse 39 / 39