Statistical literacy in medicine: physicians’ and patients’ understanding of health statistics in cancer screening and prevention

Abstract

Efficient health care requires both informed doctors and patients. Our health care system falls short on both counts. Four of the five studies summarized in this Habilitation illustrate the extent of the problem: Not a single German gynecologist out of a group of 20 provided a patient with all of the relevant information on the benefit and harms of mammography that patients need in order to make an informed decision for or against the screening. Of 65 German internal medicine physicians, only 14 knew that the 5-year survival rate is an invalid statistic in the context of screening and only two were able to explain the lead-time bias. Among a national sample of 412 US primary care physicians, 47% wrongly thought that if more cancers are detected by a screening test, this proves that the test saves lives, and 76% mistakenly believed that if screen-detected cancers have better 5-year-survival rates than cancers detected by symptoms, this would prove that a test saves lives. Given the number of uninformed physicians, it is no surprise that 91% of 317 US citizens at screening age had never been told about the most impacting harms of cancer screening—overdiagnosis (diagnosis of cancers never destined to do harm) and overtreatment (unnecessary cancer treatment)—by their physicians, although nearly all regularly attended one or more screening tests. These examples demonstrate that in the context of cancer screening, both physicians and patients are uninformed about the most important means of screening—benefit and harms. Physicians’ misunderstanding of health statistics can not only stimulate enthusiasm for unproven tests but also make them conclude that a test is worth doing when in fact it may only lead to harm, such as by overdiagnosis. What can be done against this collective illiteracy in medicine? Evidence suggests that the provision of transparent health information on benefit and harms (e.g., absolute risk instead of relative risk, mortality rates instead of 5-year survival rates, age-related prevalence instead of life-time incidence) might serve as a solution. The fifth study of the Habilitation showed that complete and transparent reporting about the benefit and harms of the HPV vaccination increased people’s correct understanding about the effectiveness of the vaccine, reduces their unrealistic beliefs about the basic risk of getting cervical cancer, and induced an vaccination intention that reliably predicted their actual HPV vaccination uptake. What can be done beyond? Every medical school should teach their students how to understand evidence in general and health statistics in particular, and statistical literacy should be assessed in continuing medical education (CME). To cultivate informed patients, elementary and high schools need to start teaching the mathematics of uncertainty—statistical thinking—rather than only the mathematics of certainty. Guidelines about complete and transparent reporting in journals, brochures, and the media need to be better enforced. A critical mass of informed physicians and citizens will not resolve all health care problems, but can constitute a major triggering factor for a better and more efficient health care.

Ein effizientes Gesundheitswesen braucht informierte Ärzte und Patienten. Unserem Gesundheitswesen mangelt es an beidem. Vier der fünf in der Habilitation vorgestellten Studien illustrieren das Ausmaß des Problems: Nicht ein einziger deutscher Gynäkologe von 20 befragten war in der Lage, die Patientin mit all jenen Informationen zu Nutzen und Schaden der Mammographie zu versorgen, die es bedürfte, um eine informierte Entscheidung für oder gegen die Früherkennung zu treffen. Von 65 deutschen Ärzten der Inneren Medizin wussten lediglich 14, dass die 5-Jahres-Überlebensrate eine invalide Statistik zur Beurteilung des Nutzens von Früherkennungen ist und nur zwei konnten den dafür ursächlichen Lead-time bias richtig erklären. In einer nationalen Stichprobe von 412 amerikanischen Primärversorgungs-Ärzten nahmen 47% fälschlicherweise an, dass mehr detektierte Tumore in der Früherkennungsgruppe meine, dass die Früherkennung mehr Leben rette und 76% glaubten irrtümlicherweise, dass eine höhere 5-Jahres-Überlebensrate in der Früherkennungsgruppe im Vergleich zur Nicht-Früherkennungsgruppe diesen Beweis liefere. In Anbetracht der Anzahl uninformierter Ärzte ist es nicht überraschend, dass 91% von 317 U.S. Bürgern im anspruchsberechtigten Alter für Früherkennung von ihrem Arzt noch nie etwas über die tiefgreifendsten Schäden der Früherkennung – Überdiagnose und Überbehandlung – gehört hatten, obwohl die große Mehrzahl regelmäßig an einer oder mehreren Früherkennungen teilnahm. Was kann gegen diese kollektive Risikounmündigkeit getan werden? Die gegenwärtige Evidenz im Bereich der medizinischen Risikokommunikation legt nah, dass die Nutzung transparenter Gesundheitsstatistiken zu Nutzen und Schaden (z.B. absolute Risiken anstatt relativer Risiken/odds ratio; Mortalitätsraten anstatt 5-Jahres-Überlebensraten im Früherkennungskontext, altersadjustierte Prävalenz anstatt Lebenszeitinzidenz) eine tragfähige Lösung des Problems bietet. Die fünfte Studie der Habilitation zeigt, dass vollständiges und transparentes Berichten von Nutzen und Schaden zur HPV- Impfung das korrekte Verständnis zur Impfung erhöht, unrealistische Ängste bezogen auf das Erkrankungsrisiko zum Zervix-Karzinom senkt und zu eine Impfintention führt, welche zuverlässig die spätere, tatsächliche Impfung- Teilnahme vorhersagt. Was kann darüber hinaus getan werden? Jede medizinische Fakultät sollte ihre Studenten das Verständnis medizinischer Evidenz im Allgemeinen und praktisch-relevanter Gesundheitsstatistik im Speziellen lehren und darüber hinaus statistische Risikokompetenz zum Gegenstand von Prüfungen im Studium und der späteren ärztlichen Weiterbildung machen. Um informierte Patienten „aufzubauen“, bedarf es eines frühzeitigen Beginns der Vermittlung von Risikokompetenz bereits in Grundschulen und der weiterführenden schulischen Ausbildung. Auch muss die Entwicklung von verbindlichen Leitlinien zum vollständigen und transparenten Berichten von Gesundheitsstatistiken in medizinischen Fachzeitschriften, Patientenbroschüren und den Medien verstärkt vorangetrieben werden. Eine kritische Masse an informierten Ärzten und Patienten wird nicht alle Probleme eines Gesundheitssystems lösen, aber sie kann der entscheidende Faktor für eine bessere und effizientere Gesundheitsversorgung sein.