Diseños de estudios en investigación epidemiológica Mesa de trabajo de investigación cardiovascular asiática Epidemiología básica Diseños de estudios en investigación epidemiológica Traducción al español, Dr en C Nicolás Padilla Raygoza, Facultad de Enfermería y Obstetricia de Celaya, Universidad de Guanajuato, México padillawarm@gmail.com o padilla@celaya.podernet.com.mx Thomas Songer, PhD

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 asociación entre exposición y resultado

Pregunta básica en epidemiología analítica ¿Están asociados la exposición y la enfermedad? E D 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 • Sociedad será más saludable • Sociedad puede ahorrar dinero en los presupuestos de atención en salud • Mejorará la esperanza de vida • Mejorará la economía Respuesta a estas preguntas varían. Como se señaló antes, algunos creen que altruistamente, la sociedad debería perseguir la prevención de enfermedades para mejorar la salud y ahorrar dinero. Estas son metas nobles, pero demostraré más adelante, que la prevención no siempre ahorra dinero. El deseo de prevenir enfermedades no transmisibles probablemente es una repercusión de nuestros esfuerzos para prevenir enfermedades infecciosas. Hemos tenido grandes éxitos en la prevención de enfermedades contagiosas. Y esto ha dado lugar a la iniciativa de prevenir enfermedades no transmisibles.

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?

Diseño de estudios Descriptivos Analíticos Cohorte RCT Serie de casos Reporte de caso Cohorte RCT Serie de casos Caso-control Epidemiología Diseño de estudios descriptiva Casos cruzados Transversales Como Koepsell ha ilustrado en el libro “Control de daño”, estudios de daños pueden ser de naturaleza descriptiva (describiendo la frecuencia o características de eventos de daño) o analítica (probando relaciones entre rasgos comunes y daños). Existen diferentes formas de estudios descriptivos. Estos diseños son señalados en la siguiente diapositiva. Estudios analíticos incluyen diseños experimentales ( el estudio aleatorizado controlado) y diseños observacionales (estudios de caos-controles9. El estudio cruzado de casos ha recibido más atención en el campo de traumas en los últimos cinco años. Antes-después 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 Generación de hipótesis Reporte de casos Serie de casos Epidemiología descriptiva Epidemiología analítica Estudio en animales Estudio en Lab Estudios clínicos Probando hipótesis Cohorte Caso- control Trans- versal

Aumento del conocimiento de enfermedad/exposición Desarrolla hipótesis Estudios descriptivos Investiga la relación con resultados Estudios casos-controles Aumento del conocimiento de enfermedad/exposición Define el significado con las exposiciones Si uno busca identificar los factores etiológicos (factores causales) más allá de un resultado (por ejemplo, un trauma), cada paso en el esquema epidemiológico ofrece nueva e importante información. Estudios descriptivos son útiles para identificar hipótesis para probar en estudios analíticos. Los estudios casos-controles son luego aplicados para evaluar si el factor de la hipótesis está relacionado al resultado de interés. Subsecuentemente, estudios cohorte o longitudinales son aplicados para adicionalmente definir la importancia de la exposición al agente causal para el desarrollo del resultado. Estudios cohorte Prueba la relación experimentalmente Estudios clínicos

Estudios descriptivos • Sociedad será más saludable • Sociedad puede ahorrar dinero en los presupuestos de atención en salud • Mejorará la esperanza de vida • Mejorará la economía Respuesta a estas preguntas varían. Como se señaló antes, algunos creen que altruistamente, la sociedad debería perseguir la prevención de enfermedades para mejorar la salud y ahorrar dinero. Estas son metas nobles, pero demostraré más adelante, que la prevención no siempre ahorra dinero. El deseo de prevenir enfermedades no transmisibles probablemente es una repercusión de nuestros esfuerzos para prevenir enfermedades infecciosas. Hemos tenido grandes éxitos en la prevención de enfermedades contagiosas. Y esto ha dado lugar a la iniciativa de prevenir enfermedades no transmisibles.

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 Desventajas 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 El primer artículo en examinarlo está en el artículo de MMWR sobre intoxicaciones con monóxido de carbono notadas en el Lago Powell. Este artículo intenta identificar todos los eventos de intoxicación por monóxido de carbono identificados en los registros de Urgencias de el Servicio Nacional del Parque de 1994-2000. Así, es un diseño de serie de casos. El estudio se inició debido al reporte de casos de muerte por intoxicación por monóxido de carbono relacionadas a los botes-vivienda en el lago. La definición de daño usada estuvo basada en información en los registros de transporte. Casos fueron definidos como eventos con a) síntomas de intoxicación por monóxido de carbono y valores de carboxihemoglobina elevados en análisis de laboratorio, y/o (b) exposición al extractor y síntomas. Por diseño, sólo los dañados que recibieron atención médica fueron incluidos en este estudio. El estudio es único en que encontró algunos casos de exposición al aire libre para intoxicación por CO. La intoxicación por CO es más frecuentemente encontrada en interiores. El reporte sugiere que la colocación de los generadores en el bote-vivienda crea un peligro de intoxicación. Implica causalidad relacionada a esos generadores, pero el diseño no puede probarlo en estricto sentido metodológico. Sesgos potenciales en el reporte puede ser la sub-evaluación de casos de intoxicación por CO. No queda claro qué tan seguros son los registros de transporte pueden ser. Fuente: Houseboat associated carbon monoxide poisonings on Lake Powell. MMWR 49(49):1105-1108, December 15, 2000. http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm4949a1.htm

Estudio epidemiológico descriptivo Un caso de daño inusual Reporte de caso Múltiples casos de hallazgo de daño Serie de casos Estudio epidemiológico descriptivo Diseños de estudios descriptivos incluye reporte de casos, series de casos, estudios de incidencia y estudios ecológicos. El reporte de caso es el diseño de estudio más elemental en la literatura; generalmente describe un daño o daños a uno o dos individuos que han sido identificados en un centro de atención médica. Hay también usualmente un hecho único al daño notado ( por causa, por naturaleza del daño, etc.). El diseño de serie de casos, un número de eventos son descritos; estos eventos han sido observados en un periodo de tiempo (como un año) y son identificados de una fuente de reporte (por ejemplo, de un hospital). El estudio epidemiológico descriptivo se caracteriza por la colección de daños en una población basal definida y por el uso de datos en el denominador para determinar tasas. La información generada de estos diseños son incidencia y tasa de incidencia para el daño. El estudio ecológico es un estudio generador de hipótesis; usando datos a nivel del grupo , examina si dos factores están correlacionados entre ellos. Casos basados en poblaciones con denominador

Estudios analíticos Respuestas las preguntas varían. Como se señaló antes, algunos creen que la sociedad debería perseguir la prevención de enfermedades para mejorar la salud y ahorrar dinero. Estas son metas nobles, pero demostraré después que la prevención no siempre ahorra dinero. El deseo de prevenir enfermedades no transmisibles, probablemente es una repercusión de nuestros esfuerzos para prevenir enfermedades infecciosas. Hemos tenido éxito en prevenir enfermedades infecciosas y esto ha dado lugar a la iniciativa de prevenir enfermedades no transmisibles.

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 factor presente No enfermedad factor ausente Población del estudio factor presente Enfermedad factor ausente tiempo El estudio sólo existe en este punto del tiempo

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: enfermedad Controles: no enfermedad Estudios de casos y controles, representan una forma de estudio analítico que ofrece información sobre la relación entre factores causales y daño. En un estudio de casos y controles, sujetos que han sufrido un traumatismo son identificados y su pasada exposición a factores causales probables es comparado con los controles (personas que no han sufrido traumatismo). Muchos estudios de casos y controles evalúan la exposición de recuerdo personal, usando un cuestionario auto-administrado o una entrevista. La validez de tal información dependerá en parte del interés del sujeto. Las personas pueden ser capaces de recordar eventos muy bien. Por otra parte, recuerdo a largo plazo, es generalmente menos confiable. Fuente: Chapter 8: Case-control and cross-sectional studies, Epidemiology for the Uninitiated

Diseño de casos controles factor presente Casos (enfermedad) factor ausente Poblaci{on del estudio factor presente Controles (no enfermedad) factor ausente Diseño de casos controles presente pasado 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 Muchos creen que el status de salud de conductores ancianos los coloca en mayor riesgo de accidentes en vehículos de motor. Este estudio examina la asociación entre algunas condiciones médicas y accidentes resultando en traumatismos. Usa el diseño de casos y controles como el método del estudio ya que choques son eventos raros y algunas enfermedades son relativamente raras en su frecuencia. El estudio estuvo basado en miembros del Grupo de la Cooperativa de Salud HMO. Los casos fueron individuos quienes recibieron atención médica por traumatismos sufridos en un choque cuando ellos, eran los conductores. Accidentes fueron identificados de los reportes policíacos. Controles fueron una selección aleatoria de miembros del HMO quienes no habían sufrido traumatismos en un choque. Traumatismos por la colisión fueron identificados de una revisión de la base de datos de HMO. Información acerca de las condiciones de salud existente fueron también reunidas de la base de datos. A todos los individuos se les envió un cuestionario por correo para evaluar modelos de conducción, exposición a manejar y hábitos de salud. En general el estudio encontró tasas más altas de choques en sujetos con diabetes, pero no en otras condiciones médicas, como enfermedades cardiovasculares, enfermedades neurológicas, artritis y depresión. Este estudio estuvo basado en los reportes de la policía sobre accidentes, así que los eventos con traumatismos que no fueron reportados, no fueron incluidos. También, el tamaño de muestra de los sujetos con varias de las condiciones fueron pocos (menos de 10) indicando capacidad limitada para detectar pequeñas a moderadas asociaciones. Fuente: Koepsell TD, Wolf ME, McCloskey L, Buchner DM, Louie D, Wagner EH, Thompson RS. Medical conditions and motor vehicle collision injuries in older adults. 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 Te distraes al usar el teléfono celular en el carro, dando lugar a que choques con frecuencia? Es una pregunta básica que este estudio piensa responder. Este trabajo es uno de los primeros ejemplos del diseño de estudio casos cruzados en la literatura del traumatismo. Examinó una población de conductores en Toronto quienes habían llevado su vehículo en un centro de evaluación de daños por colisión después de un choque. Obtuvieron consentimiento informado de los conductores y tuvieron copias de sus registros telefónicos. Los casos sirvieron como sus propios controles. Los eventos de casos incluyeron uso del teléfono al momento del choque. Los eventos control incluyeron el uso de teléfono al mismo tiempo del día antes del choque. Días de evaluación alternativa fueron también considerados. Los datos examinan choques moderados produciendo daño en propiedad a los carros. No se incluyeron choques fatales o con traumatismos graves. Los autores encontraron un alto riesgo de choque (cuatro veces más alto) al usar el teléfono. Este fue un estudio bien hecho por primera vez. Los sujetos del estudio, fueron voluntarios y pudieran no ser representativos. Los patrones de conducción en el periodo de control pueden también tener diferencias con el periodo de caso. Fuente: Redelmeier DA, Tibshirani RJ. Association between cellular telephone calls and motor vehicle collisions. NEJM 336:453-458, 1997. 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)

Diseño cohorte Estudio inicia aquí enfermedad Factor presente no enfermedad Población del estudio libre de la enfermedad enfermedad Factor ausente no enfermedad Diseño cohorte presente futuro tiempo Estudio inicia aquí

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 Expuesto Resultado Medición de variables de exposición y confusores No expuesto Resultado Basal Estudios de casos – controles, son, quizá, la forma más frecuente de un diseño de estudio analítico usado en el campo del trauma. Estos diseños son muy buenos para eventos que son raros en su frecuencia, y podemos arguir que traumatismos severos son relativamente raros. Aún, hay algunas situaciones donde los diseños cohorte podrían ser apropiados en el campo del traumatismo. Más notable para formas menos severas de traumatismos. El diseño clásico es un estudio cohorte, se muestra aquí. El estudio inicia evaluando los niveles basales de la exposición y otras variables. Los sujetos en estudio son seguidos en forma regular para identificar el resultado. La frecuencia de resultados es probada entre personas quienes tuvieron la exposición al factor de riesgo posible y personas sin la exposición. 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 Expuesto Resultado Medición de variables de exposición y confusores No expuesto Resultado Basal Una alternativa del estudio cohorte es algo llamado estudio cohorte retrospectivo. Otros investigadores pueden llamarlo estudio prospectivo histórico. Este diseño es casi idéntico al estudio cohorte prospectivo. La secuencia de determinación de exposición basal y seguimiento longitudinal para resultados es similar. La diferencia está en el tiempo en el cual el estudio inicia. En este diseño retrospectivo, el investigador construye el estudio cohorte al observar hacia atrás en el tiempo y colocando los datos en el orden y secuencias apropiados. Estos estudios son posibles de realizar con grandes bases de datos médicas, como los miembros de archivos de organizaciones de mantenimiento de salud o en los archivos médicos en los países escandinavos. tiempo Estudio inicia aquí

Estudio cohorte Fortalezas Limitantes 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 -- Medición de la exposición antes que la enfermedad – no hay ambigüedad temporal -- Medición de la exposición antes de la enfermedad – así la enfermedad no puede influenciar la cantidad de error con el cual, status de exposición es medido. -- La selección de sujetos es antes de la enfermedad, la enfermedad no influencia a los sujetos

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

Diseño experimental tiempo Estudio inicia aquí (punto basal) resultado ALEATORIZACION Intervención Sin resultado Población de estudio resultado Control Sin resultado Diseño experimental basal futuro tiempo Estudio inicia aquí (punto basal)

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 ECA = estudio controlado aleatorizado TVP= tromboembolismo venoso profundo Los autores no encontraron asociación significativa entre uso de marihuana y el riesgo de trauma. Este es una forma única de estudio, pero algunos sesgos pueden influenciar los resultados. Uno, la población en estudio don miembros de un HMO, y pueden tener mayor nivel socioeconómico que la población general. Dos, la medición de exposición a marihuana fue cruda y por auto-reporte. Tres, no hubo mediciones disponibles del uso de marihuana al tiempo del traumatismo. Fuente: Braun BL, Tekawa IS, Gerberich SG, Sidney S. Marijuana use and medically attended injury events. Annals of Emergency Medicine 32:353-360, 1998. Angiology 52(6):369-374, 2001