Diseños de estudios en investigación epidemiológica

Thomas Songer, PhD

Epidemiología básica

Mesa de trabajo de investigación cardiovascular asiática

Suposición fundamental en epidemiología

• La enfermedad no ocurre en un vacío La enfermedad no está distribuida en

forma aleatoria en una población.

– La epidemiología usa formas sistemáticas para estudiar la diferencia en la distribución de enfermedad en subgrupos

– Permite estudiar factores causales y preventivos

Componentes de la epidemiología

• Mide la frecuencia de la enfermedad– Cuantifica la enfermedad

• Evalúa distribución de la enfermedad – ¿Quién está teniendo la enfermedad?

– ¿Dónde está ocurriendo la enfermedad?

– ¿Cuando está ocurriendo la enfermedad?Formulación de hipótesis en cuanto a factores causales

y preventivos

• Identifica los determinantes de enfermedad– Hipótesis son probadas usando estudios

epidemiológicos

Tipos de estudios primarios

• Estudios descriptivos– Describe la ocurrencia del resultado

• Estudios analíticos– Describe asociaciónasociación entre exposición

y resultado

Pregunta básica en epidemiología analítica

• ¿Están asociados la exposición y la enfermedad?

Exposición Enfermedad

Preguntas básicas en epidemiología analítica

• Observe unión entre exposición y enfermedad– ¿Cuál es la exposición?

– ¿Quienes son los expuestos?

– ¿Cuales son los potenciales efectos en la salud?

– ¿Qué vía usará para estudiar la relación entre la exposición y el efecto?

Wijngaarden

Diseño de estudios de investigación básica y su

aplicación en epidemiología

Generalidades

• Prevenir y controlar enfermedad

• En un plan coordinado, busque:– Identificar hipótesis sobre que está relacionado

a la enfermedad y puede estar causándola– Formalmente pruebe estas hipótesis

• Diseños de estudios señalan como es conducida la investigación.

¿Qué diseños existen para identificar e

investigar factores en enfermedades?

Dis

e ño

d e e

stu d

ios

Reporte de caso

Serie de casos

Epidemiologíadescriptiva

Descriptivos

RCT

Antes-después

Transversales

Casos cruzados

Caso-control

Cohorte

Analíticos

Ecológico

Esquemas de tiempo de estudios

• Estudio prospectivo - mira hacia adelante, mira para el futuro, examina eventos futuros, sigue a una condición o enfermedad al futuro.

tiempo

Estudio inicia aquí

Esquemas de tiempo de los estudios

• Estudio retrospectivo - “para mirar atrás”, observamos hacia atrás en el tiempo para estudiar eventos que ya han ocurrido

tiempo

Estudio inicia aquí

Secuencia de diseño de estudios

Reporte de casos Serie de casosEpidemiología

descriptiva

Epidemiología analítica

Estudios clínicos

Estudio en animales

Estudio en Lab

Cohorte Caso-control

Trans-versal

Generación de hipótesis

Probando hipótesis

Estudios descriptivos

Estudios casos-controles

Estudios cohorte

Desarrolla hipótesis

Investiga la relación con resultados

Define el significado con las exposiciones

Estudios clínicosPrueba la relación experimentalmente

Au

men

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Estudios descriptivos

Reporte de casos

• Presentación detallada de un caso o grupo de casos

• Generalmente reporta un nuevo o único hallazgo

• e.g. enfermedad no descritas previamente

• e.g. inesperada unión entre enfermedades

• e.g. inesperado nuevo efecto terapéutico

• e.g. eventos adversos

Serie de casos• Experiencia de un grupo de pacientes con

diagnóstico similar• Evalúa enfermedad prevalente• Casos pueden ser identificados de una o múltiples

fuentes• Generalmente reportan condiciones nuevas/únicas• Puede ser él único diseño para enfermedades

raras

Serie de casos• Ventajas

• Útil para generar hipótesis• Informativos de enfermedades raras con focos

factores de riesgo establecidos• Características del desorden

• Desventajas• No puede estudiar relaciones de causa-efecto• No puede evaluar frecuencia de la enfermedad

Intoxicación por monóxido de carbono en bote-vivienda en el Lago Powell

• Diseño de estudio• Definición de daño• Fuentes de datos• Población• Sesgo• Hallazgos

• Serie de caos• Intoxicación por CO• Registros de transporte • Eventos en el Lago Powell • Casos no encontrados• Exposiciones ambientales

http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm4949a1.htm

Reporte de caso

Serie de casos

Estudio epidemiológico

descriptivo

Un caso de daño inusual

Múltiples casos de hallazgo de daño

Casos basados en poblaciones con

denominador

Estudios analíticos

Diseño de estudios - Epidemiología analítica

• Estudios experimentales– Estudios controlados aleatorizados– Estudios comunitarios

• Estudios observacionales – Datos de grupos

• Ecológicos– Datos individuales

• Transversal• Cohorte• Casos-controles• Casos cruzados

Estudios experimentales

• Tratamiento y exposiciones ocurren en un ambiente “controlado”

• Los estudios clínicos son les mejores conocidos del diseño experimental. Estudios clínicos usan datos asignados aleatoriamente.

• Estudios comunitarios usan datos no aleatorios.

Estudios observacionales

• No experimental• Observacional debido a que no hay

intervención sobre el individuo• Tratamiento y exposición ocurren en un

ambiente “no controlado”• Los individuos pueden ser observados

prospectivamente, retrospectivamente o actualmente.

Estudios transversales

• Un diseño “observacional” que estudia la exposición y la enfermedad en un punto del tiempo

tiempo

El estudio sólo existe en este punto del tiempo

Diseño transversal

tiempo

El estudio sólo existe en este punto del tiempo

Población del estudio

No enfermedad

Enfermedad

factor presente

factor ausente

factor presente

factor ausente

Estudios transversales

• Con frecuencia utilizado para estudiar condiciones que son relativamente frecuentes con larga duración de expresión (no fatal, condiciones crónicas)

• Mide prevalencia, no incidencia de la enfermedad• Ejemplo, encuestas comunitarias• No aptas para estudiar enfermedades raras o altamente

fatales o enfermedades con corta duración de expresión.

Estudios transversales• Desventajas

• Débil diseño observacional (mide prevalencia, no incidencia de la enfermedad). Los casos prevalente son sobrevivientes.

• La secuencia temporal de la exposición y efecto puede ser difícil o imposible de determinar

• Generalmente no saben cuando ocurrió la enfermedad• Eventos raros un problema. Enfermedades

rápidamente emergentes, un problema.

Diseño epidemiológico de estudios

• Estudio de casos-controles– Un diseño “observacional” comparando

exposiciones en casos de enfermedad vs controles sanos de la misma población

– Colección de datos de exposición retrospectiva

– Diseño más adecuado cuando el resultado es raro

Estudios casos-controles

Casos: enfermedadControles: no enfermedad

Dis

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asos

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trol

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Poblaci{on del estudio

Casos(enfermedad)

Controles(no enfermedad)

factor presente

factor ausente

factor presente

factor ausente

presentepasado

tiempo

Estudio inicia aquí

Estudio de casos - controles• Fuerzas

– Menos costoso y consume menos tiempo

– Eficiente para estudiar enfermedades raras

• Limitantes

– Inapropiado cuando la enfermedad resultado para

una exposición, no es conocida al inicio del estudio.

– Mediciones de exposiciones son realizadas después

de la ocurrencia de la enfermedad.

– El status de enfermedad puede influenciar la

selección de sujetos.

Factores sísmicos, estructurales e individuales asociados con traumatismos relacionados a

temblores• Diseño de estudio• Definición de trauma• Fuentes de datos• Severidad del trauma• Población• Sesgo• Hallazgos

• Estudio casos controles

• Fatal u hospitalizado

• Oficina forense/registros médicos

• Moderado a severo

• Condados Los Ángeles

• Controle identificados por llamadas telefónicas

• Mayor riesgo en ancianos, mujeres y departamentos

http://ip.bmjjournals.com/cgi/reprint/9/1/62.pdf

Traumatismos del terremoto

Casos cruzados• Cada participante es un caso actuando como su propio

control– Cuenta el efecto de confusores potenciales (e.g. pares

sobre sexo, edad, susceptibilidad genética) • Status de exposición inmediatamente antes del

evento/resultado comparado con el status de evento algún tiempo antes del evento.

• Exposiciones y resultados agudos (e.g. coraje e IM; conduciendo mientras se usa el teléfono celular y traumatismos

• Recuerdo de exposiciones anteriores

Probando hipótesis: estudios de casos cruzados

• Estudio de “disparadores” dentro de un individuo• Componente de “caso” y “control”, pero la información

de ambos componentes vienen del mismo individuo.

• ”Componente de caso" = periodo de riesgo, el cual es el periodo de tiempo justo antes del ataque de la enfermedad o evento.

• ”Componente control" = periodo de control el cual es un periodo de tiempo específico diferente al periodo de riesgo.

Teléfonos celulares y choques

• Diseño de estudio

• Definición de traumatismo

• Fuentes de datos

• Severidad del traumatismo

• Población

• Sesgo

• Hallazgos

• Estudio caso-cruzado

• Choque con daño en propiedad

• Registros de llamadas, encuesta

• Traumatismo moderado, no severo

• Ontario

• Voluntarios, control de esquema temporal

• 4 veces más riesgo de chocar cuando se usa el teléfono

N Engl J Med 1997 Feb 13;336(7):453-8

Diseño de estudios epidemiológicos

• Estudios cohorte– Un diseño “observacional” comparando

individuos con un factor de riesgo conocido o exposición con otros sin el factor de riesgo o exposición

– Buscando una diferencia en el riesgo (incidencia) de la enfermedad en el tiempo

– Mejor diseño observacional– Datos colectados prospectivamente (algunos

retrospectivos)

Dis

eño

coh

orte

tiempo

Estudio inicia aquí

Población del estudio libre

de la enfermedad

Factorpresente

Factorausente

enfermedad

no enfermedad

enfermedad

no enfermedad

presentefuturo

Esquema de tiempo de estudios• Estudio prospectivo - observa hacia

adelante, observa al futuro, examina eventos futuros, sigue una condición o enfermedad en el futuro.

tiempo

Estudio inicia aquí

Estudio cohorte prospectivo

Medición de variables de exposición y confusores

Expuesto

No expuesto

Resultado

ResultadoBasal

tiempo

Estudio inicia aquí

Esquema de tiempo de estudios

• Estudio retrospectivo - “observa atrás”, observa hacia atrás en el tiempo para estudiar eventos que ya han ocurrido

tiempo

Estudio inicia aquí

Estudio cohorte retrospectivo

Medición de variables

de exposición y confusores

Expuesto

No expuesto

Resultado

ResultadoBasal

tiempo

Estudio inicia aquí

Estudio cohorte• Fortalezas– Status de exposición determinada antes de la detección de la

enfermedad

– Los sujetos son seleccionados antes de la detección de la enfermedad

– Puede estudiar varios resultados por cada exposición

• Limitantes– Caro y requiere tiempo

– No eficaz para enfermedades raras con larga latencia

– Pérdidas en el seguimiento

Estudios experimentales• El investigador puede “controlar” la exposición

• Parecidos a los experimentos en laboratorio, pero poblaciones vivas son los sujetos

• Generalmente involucra la asignación aleatoria a los grupos

• Estudios clínicos son el diseño experimental mejor conocido

• Es el último paso en probar hipótesis causales

Estudios experimentales• En un experimento, estamos interesados en las

consecuencias de algún tratamiento sobre algún resultado.

• Los sujetos en el estudio quienes actualmente reciben el tratamiento de interés son llamados el grupo de tratamiento.

• Los sujetos en el estudio quienes no reciben tratamiento o reciben un tratamiento diferente son llamados el grupo de comparación.

Diseño de estudios epidemiológicos• Estudios controlados aleatorizados (RCT)

– Un diseño con sujetos aleatoriamente asignados a grupos de “tratamiento” o de “comparación”

– Ofrece la evidencia más convincente de relación entre exposición y efecto

– No es posible usar RCT para probar efectos de exposiciones que se esperan sean peligrosas, por razones éticas

Dis

eño

expe

rim

enta

l

tiempoEstudio inicia aquí (punto basal)

Población de estudio

Intervención

Control

resultado

Sin resultado

resultado

Sin resultado

basalfuturo

ALEATORIZACION

Diseño de estudio epidemiológicos

• Estudios controlados aleatorizados (RCT)– El “estándar dorado” de diseños de investigación– Ofrece evidencia convincente de la relación entre

la exposición y el efecto• Estudios de tratamiento de reemplazo hormonal

en mujeres menopaúsicas, encontraron que no protegían contra enfermedad cardiaca, contradiciendo hallazgos de estudios observacionales anteriores.

Estudios controlados aleatorizados

• Desventajas– Muy costoso

– No adecuado para responder algunas preguntas• Puede ser no ético, por ejemplo,

asignar personas a cierto tratamiento o grupo de comparación.

Tromboembolismo y viaje aéreo

• Diseño de estudio

• Resultado

• Tratamiento

• Población

• Hallazgos

• ECA

• TVP

• Calcetines elásticos

• Alto riesgo para TVP

• Baja frecuencia de TVP en aquellos con calcetines elásticos

Angiology 52(6):369-374, 2001