tesis

141Eslava - Inequidad en AVPPRev. salud pblica. 13 (1): 141-151

141

Muestreo por conglomerados en encuestaspoblacionales

Cluster sampling in health surveys

Helmer de Jess Zapata-Ossa, Angela M. Cubides-Munvar,Mara C. Lpez, Elisa M. Pinzn-Gmez, Paola A. Filigrana-Villegas y

Carlos A. Cassiani-MirandaFacultad de Medicina, Fundacin Universitaria San Martn. Cali [email protected], [email protected], [email protected],[email protected], [email protected], [email protected]

Recibido 3 Agosto 2010/Enviado para Modificacin 19 Noviembre 2010/Aceptado 3 Diciembre 2010

RESUMEN

Objetivo Describir la tcnica estadstica del muestreo por conglomerados enencuestas de salud poblacionales.Mtodos Se describen los aspectos ms importantes de cada uno de los pasosmetodolgicos haciendo nfasis en los fundamentos del Muestreo porConglomerados. ste se aplic sobre una poblacin de aproximadamente 100000 habitantes de la comuna 18 de Cali. La muestra abarc 30 manzanas y seencuestaron 3 026 personas. La informacin se recolect usando el Sistema deInformacin de base Comunitaria para Atencin Primaria en Salud.Resultados La tcnica de muestreo aplicada gener informacin precisa yconfiable para la estimacin de prevalencias poblacionales de eventos de saluden un estudio de corte transversal. En poblacin general, el error de muestreo fuede 2,5 %; en menores de 5 aos fue del 10 %; en nios de 5 a 14 aos fue de 5,7%; en poblacin de 10 a 59 aos estuvo alrededor del 3,0 % y en poblacin de 60y ms aos fue de 7,2 %.Conclusin El mtodo descrito permiti garantizar un error de muestreo de 2,5 %en la estimacin de parmetros de prevalencia en la poblacin general y erroresde muestreo inferiores al 10 % para los grupos poblacionales establecidos.

Palabras Clave: Muestreo por conglomerados, encuestas de salud, prevalencia,estudio transversal (fuente: DeCS, BIREME).

ABSTRACT

Objective Describing how the cluster sampling statistical technique can be appliedto health surveys.Methods The article describes the most important aspects for each methodologicalstep, emphasising cluster sampling's foundations. It was applied to a populationof around 100,000 inhabitants from commune 18 in Cali. The sample covered 30city blocks and 3,026 people were interviewed. The information was gatheredusing the Community-based Information System for Primary Health Attention.

REVISTA DE SALUD PBLICA Volumen 13 (1), Febrero 2011142

Results The sampling technique produced precise and reliable information forestimating population health event prevalence in a cross-sectional study. Samplingerror was 2.5 % in the general population, 10% in children aged less than 5 years,5.7% in children aged 5 to 14, around 3.0% in those aged 10 to 59 and 7.2% in thepopulation aged more than 60.Conclusion The method guaranteed a 2.5% sampling error in estimating generalpopulation prevalence and less than 10% sampling errors for establishedpopulation groups.

Key Words: Cluster sampling, health survey, prevalence, cross-sectional (source:MeSH, NLM).

La aplicacin de encuestas poblacionales en la salud es de gran utilidadpara medir las condiciones de vida de una regin en un momento dadoporque facilitan el monitoreo, la vigilancia en salud pblica y lasintervenciones que se realicen en ellas. Este tipo de encuestas se hanaplicado en los estudios mundiales sobre maltrato en el entorno familiar (1),en la medicin de la violencia contra la mujer (2) y otras importantes encuestasdemogrficas y de salud (3,4).

En Colombia, gran parte de la informacin del estado de salud y susdeterminantes en poblaciones humanas, se basa en datos provenientes deencuestas poblacionales, como la Encuesta de Calidad de Vida, que realizel Departamento Nacional de Estadstica (DANE) en 2008 (5), la Encuestade Demografa y Salud, realizada por Profamilia en el ao 2005 (6) y lareciente Encuesta Nacional de Salud, liderada por el Ministerio de laProteccin Social y Colciencias (7). En Medelln se tuvo otra experiencia enla que se utiliz un muestreo complejo probabilstico, estratificado por estratosocioeconmico, por conglomerados de manzanas y polietpico (8).

En la ciudad de Cali, tambin existen iniciativas para la aplicacin de estetipo de encuestas, en particular en el Sistema de Vigilancia en Salud Pblica,hay experiencias en la vigilancia de los factores de riesgo de las EnfermedadesCrnicas no Transmisibles (ECNT) (9), a travs de la aplicacin de encuestaspoblacionales. Sin embargo, a pesar de su amplio uso, aspectos como lavalidez de las tcnicas de muestreo, es un problema metodolgico por resolveren la aplicacin adecuada de estas encuestas. No obstante este problemametodolgico, los investigadores y los tomadores de decisiones las consideraninstrumentos insustituibles, porque son un medio prctico para documentar ycomplementar informacin sobre hechos vitales de uno o varios sistemas desalud.

143Eslava - Inequidad en AVPP

La propuesta de la Organizacin Mundial de la Salud (OMS), de desarrollarun muestreo de 30 conglomerados para la seleccin de la muestra, en losmonitoreos rpidos de las coberturas de vacunacin en un rea geogrfica, esuna estrategia que puede resolver el problema metodolgico del diseo de muestreoen las encuestas poblacionales (10,11). En este sentido, el diseo de muestreopor conglomerados MC monoetpico puede extenderse a las encuestaspoblacionales de salud en las cuales el inters sea establecer lneas de base osistemas de vigilancia en salud pblica en poblaciones relativamente homogneas,porque es de fcil aplicacin. A pesar de los esfuerzos, no se ha estandarizado laaplicacin de una encuesta de salud de base poblacional, que se fundamente enel muestreo por conglomerados monoetpico (12), ni se han determinado susimplicaciones en el proceso de la inferencia estadstica (13,14).

El objetivo de este estudio es documentar una tcnica del MC monoetpico yla aplicacin de una encuesta "Sistema de Informacin de Base ComunitariaPara la Atencin Primaria en Salud - SICAPS" (15), en la poblacin de lacomuna 18 de la ciudad de Cali-Colombia.

MATERIALES Y MTODOS

Los pasos que se consideraron en la aplicacin del MC de la encuesta poblacional(16), se resumen en: 1. Expresar los objetivos de la encuesta los cuales se definieroncon base en la investigacin "Estado de Salud y sus Determinantes en Poblacinde la Comuna 18"; 2. Definir el universo de estudio; 3. Definir el diseo demuestreo; 4. Determinar las variables del estudio; 5. Seleccin y adiestramientode los investigadores de campo; 6. Reconocimiento de la zona y levantamientode mapas de los conglomerados geogrficos; 7. Organizacin del manejo de losdatos; y 8. Procedimientos de estimacin y plan de anlisis.

La poblacin universo de estudio, correspondi a los residentes habituales enhogares y viviendas de la zona. La unidad de observacin correspondi a losindividuos entrevistados.

Se consideraron variables relacionadas con el estado de la vivienda,conformacin de las familias y condiciones sociodemogrficas de sus integrantes,eventos mrbidos y factores de riesgo para la salud.

El diseo de muestreo se clasific en un MC monoetpico (16). Se tuvo encuenta la variabilidad intra e interconglomerados (17). Los estimadores de mediaspoblacionales se obtuvieron a travs de la expresin:

Zapata - Muestreo por conglomerados


Y su error estndar mediante la frmula:

i

mi

ii

m

ii

N

xx

1

1

(

)/()()()(

2

12_

m

)Nxx

MNmmN xVar xEEii

mi

i

i

mi

i

i

mi

i

N

ap

1

1_

Dado que desconoce este valor se reemplaz por

Los estimadores de las proporciones poblacionales de prevalencias seestimaron a travs de la expresin:

_M

_m

Donde Ni es el nmero de elementos en el i-simo conglomerado (i =1, 2, ...n) y a i el nmero de elementos en el conglomerado i que poseen lacaracterstica de inters.

Los errores estndar de los estimadores de las proporciones poblacionalesse calcularon de la siguiente manera:

1m

NpaMNmmN pVar pEE

i

mi

i

12_

()/()()()(

El tamao de muestra se estim con las frmulas del muestreo aleatoriosimple MAS; La frmula para calcular el tamao de muestra a travs de unMAS, es:

22/

2

0)(H

D1ZP1Pn


Donde P corresponde a la proporcin esperada del evento; (1-P)corresponde a la probabilidad complemento; Z1-D/2 corresponde al percentil 1-D/2 de la distribucin normal estndar el cual determina el nivel de confiabilidaddel estudio; H determina la precisin absoluta en los procesos de estimacin dela proporcin poblacional. Dada las mltiples caractersticas a evaluar, se usel valor de P=0,5 para maximizar el tamao de muestra. El valor no se ajustpor un factor de correccin por poblacin finita "fcp" (18).

Nn1

nn0

01

Este valor se increment considerando un ajuste por no respuesta del30 %. La forma n1 de ajustar fue,

RN %

12 RN1nn

%

A su vez el valor ajustado por con ajuste por " ", se increment porefecto de diseo multiplicando n2 por el efecto de diseo deff con el propsitode corregir la varianza de los estimadores que generalmente flucta entre1,5 y 3,0 (12). El deff corresponde a la medida de homogeneidad entre loselementos al interior de cada conglomerado.

RN %

deff* nn 2

Dado que los tamaos de los conglomerados son variables, el deff y lavarianza del estimador de la proporcin se puede obtener a travs de lafrmula propuesta por Cochran (17),

1N

P)pMnN= Deff

i

Mi

ii

2

1

()(

Donde M corresponde al total de conglomerados; N es el nmero deelementos en la poblacin; n es el tamao de muestra de elementos; picorresponde a la prevalencia esperada del evento en el conglomerado i.

Cuando "n" es grande como en esta situacin, el efecto de diseo se puedeaproximar con la siguiente frmula Cochran (17),



NPQ

P)p M Deff

i

Mi

i

2

1

(

Tambin se calcul el coeficiente de correlacin intraclase rho usando laexpresin 1+(b-1)rho; donde "b" es el nmero de elementos porconglomerados que se calcul utilizando el valor medio del tamao de losconglomerados "n/m", donde "n" es el nmero de elementos de la muestra y"m" es el nmero de conglomerados seleccionados. Para eventos de salud,los valores rho generalmente fluctan entre 0,1 y 0,3 (19).

La seleccin aleatoria sistemtica de los "m" conglomerados se realiz apartir del marco muestral de los "M" conglomerados suministrados porPlaneacin del Municipio. La fraccin de muestreo se determin por laexpresin f=m/M.

Se control el sesgo en las estimaciones a travs del factor de expansin,el cual se obtuvo a travs del inverso de la fraccin de muestreo "1/f". Estevalor a su vez, se ajust por un factor de cobertura de la muestra, que permiticorregir problemas de marcos muestrales incompletos y la no participacinde algunos o todos los miembros del hogar (20).

El operativo de campo se realiz con personal previamente entrenado.En el reconocimiento, se utilizaron instructivos y mapas con codificacin debarrios y manzanas del municipio de Santiago de Cali (21). Se estableci unorganigrama con definicin de responsables y actividades de coordinacin,de trabajo de campo, y de articulacin con los representantes de la comunidad.La recoleccin de los eventos de salud se realiz a partir de las tarjetasSICAPS, las cuales fueron sometidas a revisin crtica previa a su digitacinen el aplicativo SICAPS.

El proyecto fue aprobado por el Comit de tica de la Fundacin UniversitariaSan Martn FUSM.

RESULTADOS

Los pasos de la aplicacin del MC usado en la medicin del estado de salud ysus determinantes en la poblacin de la comuna 18 de la ciudad de Cali, sedetallan a continuacin.


Poblacin objetivo. El estudio se realiz en la comuna 18, ubicada alsuroccidente de la ciudad de Cali en una zona de alta vulnerabilidad social. Parael 2008 la comuna tena 97 707 habitantes segn proyecciones de poblacinDANE (22), distribuidas segn sexo, as: 48,1 % hombres y 51,9 % mujeres.

Muestra. Los parmetros usados en la aplicacin del MC fueron: tamaopromedio del conglomerado de 35 viviendas (9); relacin de hogares por vivienda1,1 hogar por vivienda (22); y 3,8 personas por hogar (5). De las M=697 manzanasidentificadas en los mapas suministrados por la oficina de planeacin del municipio(21), se plane una muestra de 30 y se reconocieron 36 considerando un ajustepor cobertura del 15 % sobre el nmero de conglomerados; este procedimientopermiti prever que algunas manzanas coincidieran con parques, iglesias, clubeso canchas.

Cobertura de la muestra. Los encuestadores reconocieron en las 30manzanas: 1 038 viviendas y 1 142 hogares. Al momento de la aplicacin de laencuesta, los entrevistadores visitaron 808 hogares de los 1 142 planeados quecorresponden a una cobertura del 71 %. En los hogares visitados se logr recogerinformacin de 3 026 personas, la distribucin de la poblacin total de la comunay la muestra obtenida segn grupos poblacionales se presentan en la Tabla 1.

Tabla 1. Poblacin y muestra obtenida segn grupo poblacional, resultadode la aplicacin de la encuesta, Comuna 18 de Santiago de Cali, ao 2008

Grupo Poblacional Poblacin Tamao de muestra obtenido

No. Hogares 24 049 808 Poblacin total 97 707 3 022 Nios(as) menores de cinco aos 9 253 184 Nios(as) de cinco a catorce aos 19 559 579 Hombres y Mujeres de 10 a 52 aos 75 379 2 019 Hombres y Mujeres de 10 a 59 aos 80 229 2 195 Hombres y Mujeres de 40 a 59 aos 18 835 639 Hombres y Mujeres de 60 y ms aos 7 376 358

Fuente: Poblacin DANE, Clculos de los investigadores

Errores de muestreo. Se recalcularon los errores de muestreo para cadauno de los grupos poblacionales. Los clculos se realizaron teniendo en cuentalo siguiente: prevalencia del evento de salud del 50 %, confiabilidad del 95 %;ajuste por poblacin finita de acuerdo al tamao de la subpoblacin y un ajustepor efecto de diseo (13). Se observa que el mximo error de muestreo sepresenta para las estimaciones en el dominio de estudio conformado por losmenores de cinco aos siendo del 10,2 %, en el resto de grupos poblacionaleslos errores fueron inferiores al 10 % (Tabla 2).

Zapata- Muestreo por conglomerados


Tabla 2. Tamaos de muestra para una variabilidad mxima del evento ensalud y un error mximo, por grupo poblacional de los mdulos de la encuesta

SICAPS*

*Prevalencia del evento=50; Coeficiente de confiabilidad al 95 %=1,96; Fuente: Poblacin DANE, Clculos;de los investigadores; Nota; MAS: Muestreo Aleatorio Simple; DEFF: Efecto de Diseo.

Caractersticas Nmero

Muestra estimada

Tamao de

muestra obtenido

Error de muestreo mximo

Muestra planeada

mediantes un MAS

Muestra planeada

ajuste por

poblacin finita

Tamao de muestra n ajustado

por DEFF=2

No. Hogares 24 049 4,8 410 403 806 808 Poblacin total 97 707 2,5 1 537 1 513 3 026 3 022 Nios(as) menores de cinco aos 9 253 10,2 93 92 185 184 Nios(as) de cinco a catorce aos 19 559 5,7 293 288 576 579 Hombres y Mujeres de 10 a 52 aos 75 379 3,1 1 026 1 012 2 024 2 019 Hombres y Mujeres de 10 a 59 aos 80 229 2,9 1 111 1 096 2 192 2 195 Hombres y Mujeres de 40 a 59 aos 18 835 5,4 326 320 640 639 Hombres y Mujeres de 60 y ms aos 7 376 7,2 184 180 359 358

Factores de expansin. En la Tabla 3, se presenta la fraccin de muestreode seleccin de la manzana (f=m/M =30/687=0,0437); tambin se calcullos factores de expansin o "pesos" usando el inverso de f. Estos "pesos"fueron ajustados por la cobertura de la muestra. Los resultados indican quecada persona est representando a 32 individuos de la poblacin de la comuna,lo cual se debe considerar en el plan de muestreo (22). Se observa larepresentatividad de la muestra para los grupos poblacionales obtenidas apartir de las ponderaciones. En sta, tambin se dispone del indicadorrelacionado con el efecto de la conglomeracin el cual estuvo por debajo del0,1 lo que indica que las variables estn distribuidas al azar al interior de losconglomerados.

Tabla 3. Poblacin representada en la muestra segn los pesos PSI y factoresde cobertura para cada una de las unidades de anlisis por grupo poblacional

Fuente: Poblacin DANE. Clculos de los investigadores; Nota: Total de manzanas en la comuna = 687;DEFF=1 + (b-1) rho; Fraccin de muestreo 0,0437; Ponderacin o factor de expansin 22,9; Ponderacinajustada por cobertura del estudio (71 %) de 32,2

Caractersticas Nmero

Muestra estimada

Tamao de

muestra obtenido

Error de muestreo mximo

Muestra planeada mediantes un MAS

Muestra planeada

ajuste por

poblacin finita

Tamao de muestra n ajustado

por DEFF=2

No. Hogares 24 049 4,8 410 403 806 808 Poblacin total 97 707 2,5 1 537 1 513 3 026 3 022 Nios(as) menores de cinco aos 9 253 10,2 93 92 185 184 Nios(as) de cinco a catorce aos 19 559 5,7 293 288 576 579 Hombres y Mujeres de 10 a 52 aos 75 379 3,1 1 026 1 012 2 024 2 019 Hombres y Mujeres de 10 a 59 aos 80 229 2,9 1 111 1 096 2 192 2 195 Hombres y Mujeres de 40 a 59 aos 18 835 5,4 326 320 640 639 Hombres y Mujeres de 60 y ms aos 7 376 7,2 184 180 359 358


DISCUSIN

El muestreo por conglomerados ha tenido diferentes usos en salud; el mtodoutilizado en el Plan Ampliado de Inmunizacin PAI (10, 23) usa 30 conglomeradosartificiales constituidos por 7 nios, donde se estiman coberturas de vacunacincon error mximo de 10 %, considerando una prevalencia de 50 %, unaconfiabilidad de 95 % y un efecto de diseo de 2. El mtodo que se propone eneste artculo, con los mismos parmetros, permite garantizar un error inferior a 5% en la estimacin de parmetros de prevalencia en la poblacin general yerrores de muestreo entre 5 % y 10 % para la estimacin de prevalencias en losgrupos poblacionales menores de cinco y mayores de sesenta aos.

Con relacin a la seleccin de los conglomerados, en el mtodo PAI se exigela seleccin aleatoria de un individuo dentro de un conglomerado o punto inicial;la seleccin del individuo comienza en el punto inicial hasta que se consiguensiete, cuyas edades interesan en funcin de su estado de inmunizacin; de estamanera se establecen los conglomerados artificiales. De manera similar, en elmtodo modificado de muestreo (11), utilizado para evaluacin rpida denecesidades despus de un desastre, los encuestadores llegan a un punto cercadel centro de cada uno de los 30 conglomerados, se encaminan en una direccinelegida al azar por lanzamiento de una moneda, hasta llegar a la unidad deobservacin habitada ms cercana en la que entrevistan a un habitante adulto.Despus siguen caminando a la prxima unidad hasta que completar sieteentrevistas. En el caso de viviendas compartidas por varias familias, solamentese entrevistan a las personas de la primera vivienda.

El mtodo propuesto es de fcil aplicacin pues solo requiere de la seleccinaleatoria de forma sistemtica de los conglomerados geogrficos, los quegeneralmente estn disponibles en los mapas de las alcaldas de los municipios.La muestra constituida tiene las caractersticas de "Muestra Maestra", lo quepermite disponer de informacin para la caracterizacin de toda una poblacin ouna subpoblacin especfica, manteniendo errores de muestreo aceptables.

El "SICAPS" tiene como propsito el monitoreo de la salud y suscondicionantes, por lo que se ha aplicado de manera censal. En este estudio sedio un uso alternativo a este sistema de vigilancia, considerndolo como encuestapoblacional por muestreo. Para su aplicacin hubo necesidad de establecer ajustesfrente al objetivo del estudio y documentar el proceso para su aplicacin, lo quepermite poner de manifiesto una alternativa de su uso para el sector de la salud.



Con relacin a las limitaciones del estudio, se puede mencionar el altoporcentaje de no respuesta, que afect la composicin y tamao de los grupospoblacionales seleccionados en la muestra, influenciando el error de muestreo.Tambin se puede considerar como otra limitacin el contar con muestrasrelativamente pequeas en algunos grupos poblacionales lo que limita losprocesos de estimacin en eventos de salud de baja frecuencia, generandocomo consecuencia, que el error de muestreo pueda ser incluso superior a laprevalencia del evento, por lo que el resultado de la estimacin puede llegar aser no vlido. Se resalta como una desventaja el hecho de disponer deinformacin cartogrfica que al momento de seleccionar las manzanas, pudieronestar con algn grado de desactualizacini

Agradecimientos: La investigacin en su diseo, ejecucin, recoleccin deinformacin, procesamiento, anlisis y redaccin del manuscrito fue financiada porla Fundacin Universitaria San Martn, Sede Cali. Los autores agradecen al Centrode Investigaciones Multidisciplinarias para el Desarrollo CIMDER, la participacinactiva de sus funcionarios en el proceso de capacitacin, ajuste del instrumento yapoyo logstico en el desarrollo de esta investigacin.

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