DESAIN STUDI EPIDEMIOLOGI ANALITIK APRININGSIH, SKM, MKM
Types of epidemiological study • Discriptive : * Case report * Case series * Cross-sectional * Ecological
• Analytic: * Observational: - Case-control - Cohort * Experimental: intervention
CASE CONTROL STUDIES CASE CONTROL STUDIES SOME KEY POINTS SOME KEY POINTS
• Most frequently used study design • Participants selected on the basis on whether or not they are DISEASED (remember in a cohort study participants are selected based on exposure status)
• Those who are diseased are called CASES • Those who are not diseased are called CONTROLS
Study Population DISEASED (Cases)
non-DISEASED (Controls)
Source population
Exposed Unexposed
Source population
Exposed Unexposed
Cases
Source population
Exposed
Sample
Unexposed
Controls
Cases
Source population
Exposed
Sample
Cases
Unexposed Controls = Sample of the denominator Representative with regard to exposure
Controls
Case control study Exposure ? ?
Disease Controls
Retrospective nature
SELECTION OF CASES • FIRST decide on a specific case definition based on a medically diagnosed condition • Must consider what criteria will confirm the case definition – lung cancer confirmed by biopsy – osteoporosis confirmed by bone density measurements – atherosclerosis confirmed by ultrasound of carotid arteries
SELECTION OF CASES • SECOND will you use INCIDENT or PREVALENT cases? • Incident… – must wait for new cases to occur – study can specifically measure exposure relating to development of disease • Prevalent... – don’t have to wait while cases occur with time - more practical! – study will specifically measure exposure relating to survival with disease
SELECTION OF CASES • THIRD be aware of the unique qualities of certain groups – hospital admissions – nursing homes – screening participants – day care facilities • some groups may have better supporting medical records • some groups may be more homogenous and present less confounding variables
SELECTION OF CONTROLS • THE BIG PICTURE… – Controls should be representative of the referent population from which cases are selected (I.e. comparable) – They don’t have to be representative of the source (I.e. total) population – Controls should have the potential to become cases (they have to be susceptible for the disease of interest)
Total Population
Reference Population
Cases
Controls
Controls should be comparable to cases
SELECTION OF CONTROLS • Different Types of Controls… – randomly selected individuals from the population like RDD (random digit dialing) – individuals that live in the same neighborhoods as cases
SELECTION OF CONTROLS • Different Types of Controls( con’t)… – best friends of cases – spouses or siblings of cases – individuals at the same hospital with cases
• What would be a good sources of controls for …? • Investigating whether risk of cancer was associated with a local chemical manufacturing company . . . • Investigating whether heart disease was associated with cultural or family dietary patterns . . . •
MEASURING ASSOCIATION • because study participants in Case Control studies are selected based on disease status... – case control studies are ideal for the study of rare diseases – incidence can’t be calculated
MEASURING ASSOCIATION • Because incidence can’t be calculated, a relative risk can’t be calculated (RR is a ratio of INCIDENCE in exposed and non-exposed) • Instead of the RR, an ODDS RATIO is calculated in case control studies 19
MEASURING ASSOCIATION
• Odds: NOT a proportion, but the ratio of the # ways an event CAN occur relative to the # of ways an event CAN NOT occur Odds = P(event occurs) = p / ( 1 - p) 1 - P(event occurs) • Odds Ratio: Odds of case being exposed Odds of control being exposed 20
Classic 2 x 2 Table Disease
No Disease
Exposure
a
b
No Exposure
c
d
Odds Ratio = a/c = a d b/d b c 21
Is Use of Artificial Sweeteners associated with Bladder Cancer? Cases
Controls
Ever Used Never Used
1,293 1,707
2,455 3,321
Total
3,000
5,776
ODDS RATIO = 1,293 * 3,321 = 1.026 2,455 * 1,707 Hoover and Strasser (1980) Lancet 1: 837-840
Interpretation of the Odds Ratio… If O.R. = 1 then exposure NOT related to disease OR >1 then exposure POSITIVELY related to disease OR <1 then exposure NEGATIVELY related to disease Hoover and Strasser concluded what from their study?
A Special Case...
When the disease is RARE and the duration of the given disease SHORT….
O.R. R.R.
CASE CONTROL STUDY SUMMARY • cases and controls are representative of a referent population
cases Referent pop’n
Total population
• controls have the potential to become cases • selection based on disease and exposure assessed retrospectively
SELECTION OF CONTROLS • to avoid potential problems of confounding some studies use MATCHING – MATCHING: the process of selecting controls so that they are similar to cases on certain specific characteristics
SELECTION OF CONTROLS • CHARACTERISTICS THAT ARE OFTEN USED FOR MATCHING… – age – gender – body mass index (weight / height2) – smoking status – marital status
SELECTION OF CONTROLS • There are two types of matching… – GROUP MATCHING (frequency matching) • based on proportions • Idea is to select a control group with a certain characteristic identical to cases in the same proportion as it appeared in cases Example: if 25% of cases in your study smoke you would select a control population that included 25% smokers
SELECTION OF CONTROLS • There are two types of matching… – INDIVIDUAL MATCHING (matched pairs) • for every individual case a control is selected who is identical to the case on certain characteristics Example: If your first case is a 25 year-old woman who smokes then you would find a control who is 25, female and a smoker
• MATCHED PAIRS EXAMPLE control case
case control
Cohort study is the gold standard of analytical epidemiology Alain Moren
Case-control studies have their place in epidemiology, but if cohort study is possible do not settle for second best
Introduksi Studi kohort merupakan suatu studi yang mengamati sekelompok/beberapa kelompok subjek selama periode waktu tertentu. Kata kohort (cohort) berasal dari bahasa Romawi kuno sebagai istilah bagi sekelompok prajurit yang berangkat ke arena peperangan secara bersamasama. Pada studi epidemiologi, kohort diartikan sebagai sekelompok subjek yang secara bersama-sama diikuti/diamati selama periode waktu tertentu
krisbantas/studi kohort/S2
32
Tujuan dari studi kohort Tujuan dari studi kohort secara garis besar dapat dibagi dua : Deskriptif : Menggambarkan insiden dan riwayat alamiah dari penyakit (kondisi-kondisi tertentu) dalam suatu kurun waktu tertentu. Analitik : Menganalisa hubungan antara “predictor variable”/ faktor resiko (exposure) dan “outcome”/akibat (disease) yang ditimbulkannya “Exposure”
“Disease”
33
Studi Kohort Prospektif • Prospective cohort study : • nama lain : • concurrent cohort study • longitudinal study • Struktur : • peneliti memilih sampel (kelompok kohort) yang akan diteliti dari populasi • ukur status “exposure” pada anggota sampel sehingga menjadi sampel menjadi 2 kelompok • kelompok dengan “E” + • kelompok dengan “E” • follow-up kedua kelompok selama periode waktu tertentu • ukur status “disease” pada anggota sampel dari kedua kelompok kohort • bandingkan 34
• dari pengamatan yang dilakukan , diperoleh informasi : • insiden dari “outcome” (sakit, meninggal dll) • riwayat alamiah penyakit • analisa hubungan antara “predictor variable” dan “outcome variable”
“exposure”
“disease”
• disain :
The Present
The Future Disease +
populasi
Risk factor “E” +
o sampel
Disease Follow -up
Risk factor “E” -
Disease + Disease 35
• contoh :
• suatu studi ingin menentukan apakah olah raga dapat mencegah penyakit jantung koroner (PJK) • kelompok kohort yang diteliti terdiri dari 16.936 (dokter) • variabel “exposure”: olah raga • olah raga teratur ( E+) • tidak olah raga ( E -) • Follow-up cohort 10 tahun • variabel “outcome” meninggal karena PJK • hasil : • Insiden pada kelompok E + = 24/10.000 person-year • insiden pada kelompok E - = 16/10.000 person-year 24/10.000 RR = -------------------- = 1.5 16/10.000 36
Kelebihan dan Kelemahan Studi Kohort prospektif
Kelebihan : • sangat cocok untuk studi yang ingin melihat : • gambaran insiden penyakit • kausa atau faktor risiko (studi dimulai dari pengukuran faktor risiko sebelum “outcome” muncul) • memberi kesempatan pada peneliti mengukur variabel yang diteliti, lebih akurat dan komplit no recall bias Kelemahan : • mahal • tidak efisien • ada efek dari konfounder
37
Studi Kohort Retrospektif • Nama lain : • retrospective cohort study • non concurrent cohort study • hystorical cohort study • Stuktur : • strukturnya sama dengan studi kohort prospektif bedanya, pada studi kohort retrospektif : • pengukuran variabel prediktor, data dasar follow-up dilakukan pada masa lalu • pengukuran terhadap variabel “outcome” dapat dilakukan : • saat studi dimulai • dari data masa lampau • pada prinsipnya pengukuran variabel “outcome” dilakukan setelah pengukuran variabel “predictor” 38
• disain : The Past
The Present
Disease +
sampel
Risk factor “E” + Risk factor “E” -
Disease Disease + Disease -
populasi
39
• Langkah-langkah studi :
• tentukan kelompok kohort yang akan diteliti (data dari masa lampau) • kumpulkan data mengenai variabel “predictor” atau “exposure” (data dari masa lampau) • follow-up kelompok kohort • kumpulkan data variabel “outcome” (data dapat diperoleh : • dari masa lampau • pada saat penelitian • Kalkulasi : Insiden “D” pada kelompok “E”+ RR= ---------------------------------------------------Insiden “D” pada kelompok “E” -
40
Contoh : • suatu studi ingin melihat prognosa dari prolaps katup mitral dengan kelainan tambahan • ditentukan kelompok kohort yang akan diteliti • 343 pasien dengan kelainan prolaps katup mitral ( data dari pemeriksaan EKG tahun 1975 dan 1979) • dikumpulkan data menegenai variabel “predictor”” • data dari medical record • variabel “predictor” berupa kelainan tambahan pada prolapsus katup mitral (data EKG) • dikumpulkan data mengenai variabel “outcome” • variabel “outcome” yang diukur berupa : • mati tiba-tiba • emboli • endokarditis
41
• hasil : 10% dari pasien -pasien prolaps mitral dengan kelainan tambahan pada katup mitral meninggal tiba-tiba 0.7 % dari pasien tanpa kelainan tambahan Pada katup mitral meninggal tiba-tiba Insiden E+ 10 RR = -------------------- = ---------- = 14 Insiden E 0.7
Kelebihan dan kelemahan studi kohort retrospektif Kelebihan : • seperti studi kohort prospektif variabel “predictor” diukur sebelum variabel “outcome” • pengukuran variabel “predictor” tidak bias karena diukur sebelum variabel “outcome” diukur tidak ada pengaruh yang disebabkan telah diketahuinya “outcome” (spt pada studi kasuskontrol) • lebih hemat waktu, dana
Kelemahan : • peneliti tidak dapat mengontrol kualitas data yang dipakai 43
Nested Case-Control • Merupakan studi kasus kontrol di dalam studi kohort • Studi kasus kontrol yang disarangkan pada studi kohort • Stuktur : • pengukuran variabel “predictor”pada partisipan telah dikumpulkan dimasa lampau (kemudian disimpan) • semua partisipan di follow-up • pada akhir penelitian, diukur variabel “outcome” • kelompok dengan “outcome” / disease + • kelompok dengan “outcome” / disease • kemudian pada kelompok “disease +” (case) dan “disease -”(control) masing-masing dilihat kembali nilai dari pengukuran variabel “predictor” pada masa lalu • bandingkan “exposure” pada kedua kelompok kasus dan kontrol 44
Contoh : • Suatu studi ingin melihat apakah kadar mikronutrien X dalam darah ada hubungannya dengan kejadian penyakit kanker • pengambilan sampel darah telah dilakukan 10 tahun yang lalu pada 1000 orang • pada saat penelitian terdapat 50 penderita kanker, 950 tetap sehat • kemudian dilakukan pemeriksaan terhadap sampel darah yang telah diambil • dari 50 penderita kanker 25 diantaranya mempunyai kadar mikronutrien X yang rendah • dari 950 yang sehat, 300 diantaranya mempunyai kadar mikronutrien X yang rendah
45
Kasus
40 (Kadar mikronutrien X rendah)
100
60
Kadar mikronutrien X normal)
Kontrol 300 (Kadar mikronutrien X rendah)
900 600 (Kadar mikronutrien X normal) 40/60 OR = --------------- = 1.3 300/600
interpretasi Kadar mikronutrien X yang rendah dalam darah berisiko 1.3 x menimbulkan kanker dari pada bila kadarnya normal
46
Studi Kohort Tunggal / Single-cohort study Struktur : • kelompok kohort terdiri dari 2 sampel kelompok kohort atau lebih dengan status keterpaparan dengan “exposure” yang berbeda-beda • sampel kohort berasal dari 1 populasi yang sama • variabel “predictor” diukur sebelum variabel “outcome” diukur • dapat bersifat kohort retrospektif atau prospektif
47
Disain : The Present
The Future
Disease + Sample
Sampel
Risk factor “E” +
Risk factor “E” -
Disease Disease +
Disease population
48
Studi Kohort Ganda / Double-cohort study Struktur : • kelompok kohort terdiri dari 2 kelompok atau lebih • sampel kohort berasal dari 2 populasi atau lebih yang berbeda-beda level keterpaparannya dengan faktor risiko • variabel “predictor” diukur sebelum variabel “outcome” diukur • dapat bersifat kohort retrospektif atau prospektif
49
Disain : The Present
The Future Disease +
Population ( risk factor +)
Risk factor “E” +
sample
Disease Follow-up
sample Population ( risk factor -)
Disease +
Risk factor “E” Disease -
50
Contoh : • suatu studi ingin meneliti apakah para dokter yang terpapar radiasi mempunyai mortality rate yang tinggi • dilakukan triple cohort study • diidentifikasikan 3 kelompok sampel kohort dengan keterpaparan “exposure” yang berbeda-beda • sampel diambil dari 3 populasi dengan keterpaparan “exposure” yang berbeda • populasi 1 adalah dokter-dokter dari bagian radiologi • populasi 2 adalah dokter umum • populasi 3 adalah dokter dari bagian opthalmologi • peneliti mencatat • semua status vital dari semua anggota sampel • tahun kematian • peneyebab kematian • hasil : radiologist mempunyai mortality rate yang paling tinggi dari ketiga kelompok kohort tadi 51
Kelebihan dan kelemahan studi kohort ganda Kelebihan : • merupakan disain kohort yang paling cocok untuk penelitian terhadap faktor-faktor risisko yang berbahaya • kelebihan lainnya sama dengan penelitian kohort lainnya Kelemahan : • oleh karena sampel berasal bukan dari 1 populasi sampel tidak komparabel • pengaruh konfounder • kelemahan lainnya sama dengan penelitian kohort lain
52
