Research Designs
‫‪Epidemiologic‬‬
‫‪Measures‬‬
‫اندازه گیری ها در اپیدمیولوژی‬
Incidence
‫بروز‬
The number of new cases of disease that occur
during a specified period of time in a population
at risk for developing the disease
Measure of the probability that unaffected
persons will develop the disease
Steps:
 identify a population that is free of the disease
 follow the population over time
Incidence
‫بروز‬
Formula:
No. of new cases of a disease occurring in the
population during a specified period of time
No. of persons at risk of developing the disease
During that period of time
X
1000
Example:
70 new cases of breast cancer in a 5 years period
X
1000 = 23
3000 women at risk
( 23 Cases per 1000 women during 5 years )
Measurement of Morbidity
1385
Prevalence
‫شیوع‬
Prevalence
Formula:
No. of cases of a disease present in the
population at a specified time
X
No. of persons in the population at that specified time
Example:
700 cases of HTN in 1384
X
1000 = 2.3
300,000
( 2.3 Cases per 1000 persons )
1000
Figure 7.4
Incident cases
Prevalent cases
Deaths, emigrations and recovery
Measure of Disease Association
• Ratios:
rate ratio, risk ratio or relative risk (all abbreviated RR)
odds ratio (OR),
• Difference measurements of disease frequencies
include: attributable risk
‫توصيفي‬
Case report
Case series
Cross sectional
(Survey)
‫مشاهده اي‬
Case-Control
Cohort
‫تحليلي‬
‫انواع مطالعات‬
‫اپيدميولوژی‬
Randomized
controlled trials
Quasiexperimental (Non randomized or non
control trial)
‫تجربي‬
)‫(مداخله ای‬
Descriptive Studies
• No assignment of exposure or risk factor.
• Intent is to observe and record.
• Record events or activities.
– Single event or case = Case Report.
– Several events or cases = Case Series.
Cross-Sectional Design
• The only study
capable of calculating
prevalence.
– Proportion of the
population with
the outcome at any
point in time.
– Surveys: a crosssectional study using
questionnaire or
interview
‫مطالعات مقطعی‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫نخستین مرحله بررسي هاي اپیدمیولوژیك‬
‫مشاهده توزیع بیماري یا ویژگي مرتبط با سالمتي‬
‫شناسایي ویژگي هایي كه با بیماري مورد نظر رابطه دارند‬
‫پاسخ به پرسش هاي‪:‬‬
‫• زمان وقوع بيماري‬
‫• محل وقوع‬
‫• افرادي كه به بيماري مبتال مي شوند‬
‫(توزيع زماني)‬
‫(توزيع مكاني)‬
‫(توزيع شخص)‬
Cross-sectional Study: Pluses
+
Prevalence (not incidence)
+
Fast/Inexpensive - no waiting!
+
No loss to follow up
+
Associations can be studied
Cross-sectional study: minuses
-
Cannot determine causality
-
Cannot study rare outcomes
‫‪Case – Control Study‬‬
‫به چه سؤالی پاسخ می دهد؟‬
‫• علت شناسی وقایع و بیماری ها >>> مثال‪:‬‬
‫• آیا مصرف سیگار با سرطان ریه ارتباط دارد؟‬
‫• آیا مصرف سبزیجات احتمال سرطان کولون را کم می کند؟‬
‫مطالعه مورد‪ -‬شاهدي ‪Case-‬‬
‫‪Control‬‬
‫‪Case‬‬
‫مورد‬
‫‪Contro‬‬
‫‪l‬‬
‫شاهد‬
‫مطالعه مورد‪ -‬شاهدي ‪Case-‬‬
‫‪Control‬‬
‫مطالعه مورد‪ -‬شاهدي ‪Case-‬‬
‫‪Control‬‬
‫مطالعه مورد‪ -‬شاهدي ‪Case-‬‬
‫‪Control‬‬
‫مطالعه مورد‪ -‬شاهدي ‪Case-‬‬
‫‪Control‬‬
Case- ‫ شاهدي‬-‫مطالعه مورد‬
Control
Exp ?
Disease +
History
Past
Retrospective
Now
Exp ?
Disease -
Case control study
Time
Modified from Greenberg et al 2001
Onset of
study
Exposed
Cases
Unexposed
Exposed
Controls
Unexposed
Direction of enquiry
‫مشخصات مطالعه مورد‪ -‬شاهدي‬
‫• هم مواجهه (علت)و هم نتیجه (معلول) هر دو قبل از شروع‬
‫مطالعه رخ داده اند‪.‬‬
‫• جهت مطالعه از نتیجه (معلول) به سمت علت مي باشد‪.‬‬
‫• از گروه شاهد براي رد یا قبول فرضیه استفاده مي شود‪.‬‬
Distribution of cases and controls according to exposure
in a case control study
Cases
Controls
Exposed
a
b
Not exposed
c
d
Total
a+c
b+d
% exposed
a/(a+c)
b/(b+d)
Distribution of myocardial infarction cases and controls
by cigarette use
Cigarette
Smoking
Myocardial
Infarction
Controls
Yes
693
320
No
307
680
Total
1000
1000
% exposed
69.3%
32 %
Distribution of myocardial infarction cases and controls
by amount of physical activity
Physical
activity
Myocardial
Infarction
Controls
>= 2500 Kcal
190
230
< 2500 Kcal
176
136
Total
366
366
% exposed
51.9%
62.8 %
‫مراحل مطالعه مورد‪ -‬شاهدي‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫انتخاب موردها و شاهدها‬
‫همسان سازي‬
‫اندازه گیري مواجهه‬
‫تجزیه و تحلیل و تفسیر نتایج‬
‫تعریف مورد‬
‫• معيار تشخيصي‬
‫‪• Ensure cases are as homogenous as‬‬
‫‪possible. Establish strict diagnostic criteria‬‬
‫‪(e.g. certain histologic characteristics).‬‬
‫• مثال در بررسی ارتباط پرفشاری خون با وزن هنگام تولد کسی مبتال به‬
‫پرفشاری خون است که یا در حال مصرف دارو باشد یا در حالت نشسته‬
‫‪ 90/140‬بیشتر باشد‪.‬‬
‫• تعریف باید استاندارد و برای همه یکسان باشد‪.‬‬
Selecting Cases
•
Sources of Cases:
– Hospitals, medical care facilities, etc.
– General population - locate and obtain
data from all or a random sample of
individuals from a defined population.
‫انتخاب موردها و شاهدها‬
‫‪ .2‬انتخاب شاهدها ‪:‬‬
‫‪ ‬منبع انتخاب شاهدها‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫بيمارستان‬
‫خويشاوندان‬
‫همسايگان‬
‫جمعيت عمومي‬
‫‪ ‬تعداد شاهدها‬
‫همسان سازي‬
‫‪ ‬تعریف‪ :‬فرایندي كه در آن گروه شاهد به نحوي انتخاب شود‬
‫كه از نظر برخي متغیرهاي موردنظر مشابه گروه مورد باشد‪.‬‬
‫‪ ‬عامل مخدوش كننده‪ :‬عاملي كه هم با مواجهه و هم با بیماري‬
‫رابطه داشته و بطور نابرابري بین گروه شاهد و مورد توزیع‬
‫شده است‪.‬‬
‫اندازه گیري مواجهه‬
‫‪ ‬انواع ‪:‬‬
‫‪ ‬مصاحبه‬
‫‪ ‬پرسش نامه‬
‫‪ ‬مطالعه گزارش ها‪:‬‬
‫‪ ‬گزارش هاي بيمارستاني‬
‫‪ ‬گزارش هاي مشاغل‬
‫تجزیه و تحلیل‬
‫‪ ‬هدف‪:‬‬
‫‪ .A‬تعيين و مقايسه ميزان هاي مواجهه با عامل مورد نظر در بين موردها و‬
‫شاهدها‬
‫‪ .B‬تخمين ارتباط خطر بروز بيماري با مواجهه (نسبت احتمال ‪odds‬‬
‫‪)ratio‬‬
‫تعيين ميزان هاي مواجهه‬
‫‪a‬‬
‫‪c‬‬
‫‪a+c‬‬
‫میزان مواجهه مورد ها =‬
‫‪a‬‬
‫‪a+c‬‬
‫تعيين ميزان هاي مواجهه‬
‫‪b‬‬
‫‪d‬‬
‫‪b+d‬‬
‫میزان مواجهه شاهد ها =‬
‫‪b‬‬
‫‪b+d‬‬
‫تعيين ميزان هاي مواجهه‬
Cases
Controls
Exposed
a
b
Not exposed
c
d
Total
a+c
b+d
% exposed
a/(a+c)
b/(b+d)
‫برآورد خطر مواجهه‬
‫بروز در مواجهه يافتگان‬
‫‪× 100‬‬
‫= خطر نسبي‬
‫بروز در بین افراد بدون مواجهه‬
‫‪× 100‬‬
‫‪a‬‬
‫‪a+b‬‬
‫‪c‬‬
‫‪c+d‬‬
‫= ‪Relative Risk‬‬
‫نسبت احتمال ‪Odds Ratio‬‬
‫‪ ‬در یك مطالعه مورد – شاهدي مي توان نسبت احتمال را‬
‫محاسبه نمود‪.‬‬
‫‪ ‬نسبت احتمال ‪ ,‬توان ارتباط بین عامل بیماري زا و نتیجه‬
‫حاصل شده مي باشد‪.‬‬
‫‪ ‬نسبت احتمال خیلي به خطر نسبي نزدیك مي باشد‪.‬‬
Odds Ratio ‫نسبت احتمال‬
Disease
yes
no
yes
a
b
no
c
d
Exposure
Odds Ratio =
a d
b c
Distribution of myocardial infarction in cases and controls
by cigarette smoking
Cigarette
Smoking
Myocardial
Infarction
Control
OR
Yes
693
320
4.8
No
307
680
Ref.
Total
1000
1000
% exposed
69.3%
32 %
Distribution of myocardial infarction in cases and controls
by amount of physical activity
Physical
activity
Myocardial
Infarction
Controls
OR
>= 2500 Kca l
190
230
0.64
< 2500 Kcal
176
136
Ref.
Total
366
366
% exposed
51.9%
62.8 %
Distribution of cases of endometrial cancer by estrogen use
Estrogen use
Cases
Controls
Odds ratio
High
a1
b1
a1d/b1c
Low
a2
b2
a2d/b2c
None
c
d
Reference
‫ شاهدي‬-‫تورش (سوگیری)در مطالعات مورد‬
‫ هر خطاي منظم در تعیین رابطه بین مواجهه و بیماري‬: ‫تورش‬
•
Types:
a.
b.
c.
d.
e.
Confounding Bias
Memory or Recall Bias
Selection Bias
Berkesonian Bias
Interviewer’s Bias
Exposure
Disease
Third variable
Salt
Myocardial
infarction
Hypertension
‫مزایاي مطالعه مورد‪ -‬شاهدي‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫اجراي نسبتا ً آسان‬
‫سریع و ارزان‬
‫نیاز به افراد كم براي مطالعه‬
‫مناسب یراي بیماریهاي نادر‬
‫عدم وجود خطر براي افراد مورد مطالعه‬
‫امكان بررسي همزمان چند عامل سببي‬
‫مشكالت اخالقي كم‬
‫معایب مطالعه مورد‪ -‬شاهدي‬
‫‪.1‬‬
‫‪.2‬‬
‫‪.3‬‬
‫‪.4‬‬
‫‪.5‬‬
‫‪.6‬‬
‫‪.7‬‬
‫مشكالت مربوط به تورش‬
‫مشكل بودن انتخاب گروه شاهدها‬
‫عدم توانایي در محاسبه بروز‬
‫برآوردي از خطر نسبي است‬
‫عدم توانایي در افتراق عوامل علیتي و عوامل مرتبط‬
‫نامناسب براي ارزیابي درمان یا پیش گیري هاي داروئي‬
‫کم شدن دقت به علت نمونه گیری‬
Cohort studies
marching towards outcomes
What is a cohort?
• One of 10 divisions of a Roman legion
• Group of individuals
– sharing same experience
– followed up for specified period of time
• Examples
– birth cohort
– cohort of guests at a ceremony
– occupational cohort of mine workers
Presentation of cohort data:
Population at risk
Does HIV infection increase risk of developing TB
among a population of drug users?
Population
Cases
(f/u 2 years)
HIV +
HIV -
215
289
8
1
Presentation of cohort data:
Person-years at risk
Tobacco smoking and lung cancer, England & Wales,
Person-years
Cases
102,600
133
42,800
3
Smoke
Do not smoke
Cohort ‫مطالعه همگروهي‬
Population
Cohort ‫مطالعه همگروهي‬
Dis. +
Exposed
Dis. -
Dis. +
Population
Dis. Unexposed
Cohort ‫مطالعه همگروهي‬
Disease Free
Disease +/-
Exposure +
Follow up
Now
Future
Exposure -
Disease +/Prospective
‫مشخصات مطالعه همگروهي‬
‫• هم گروه ها قبل از ظهور بیماري مورد بررسي مشخص مي‬
‫شوند‪.‬‬
‫• گروه هاي تحت مطالعه در طي دوره زماني مشخص تحت مشاهده‬
‫قرار مي گیرند‪.‬‬
‫• مطالعه رو به جلو یعني از مواجهه به طرف بیماري پیش مي‬
‫رود‪.‬‬
‫انواع مطالعه همگروهي‬
‫• مطالعات همگروهي آینده نگر)‪(Concurrent‬‬
‫• مطالعات همگروهي گذشته نگر(‪)Historical Cohort‬‬
‫• تركیب مطالعات همگروهي گذشته نگر و آینده نگر‬
‫مطالعات همگروهي گذشته نگر‬
‫(‪)Historical Cohort‬‬
‫جهت مطالعه‬
‫زمان مطالعه‬
‫‪1386‬‬
‫‪1375‬‬
‫‪1360‬‬
‫تركیب مطالعات همگروهي گذشته نگر و آینده نگر‬
‫جهت مطالعه‬
‫زمان مطالعه‬
‫‪1385‬‬
‫‪1375‬‬
‫‪1360‬‬
Prospective cohort study
Exposure
Study starts
Disease
occurrence
time
Study starts
time
Exposure
Disease
occurrence
Retrospective cohort studies
Exposure
time
Disease
occurrence
Study starts
‫اجزاء یك مطالعه همگروهي‬
‫‪(1‬‬
‫‪(2‬‬
‫‪(3‬‬
‫‪(4‬‬
‫‪(5‬‬
‫انتخاب افراد مورد مطالعه‬
‫به دست آوردن داده هایي در ارتباط با مواجهه‬
‫انتخاب گروه مقایسه‬
‫پیگیري‬
‫تجزیه و تحلیل نتایج‬
Cohort ‫مطالعه همگروهي‬
a
a+b
Dis. +
Dis. -
Exposed
Population
a
a+b
= ‫بروز در مواجهه يافته‬
Cohort ‫مطالعه همگروهي‬
c
c+d
= ‫بروز در مواجهه نيافته‬
c
Dis. +
Population
Dis. -
c+d
Unexposed
Cohort ‫مطالعه همگروهي‬
Disease
Yes
No
Total
Yes
a
b
a+b
No
c
d
c+d
Exposure
c
= ‫بروز در مواجهه نیافته‬
c+d
a
= ‫بروز در مواجهه يافته‬
a+b
‫خطر نسبي‬
‫(‪)Relative Risk‬‬
‫‪ ‬نسبت بروز بیماري در بین مواجهه یافته به بروز‬
‫بیماري در بین مواجهه نیافته‬
‫‪ ‬خطر نسبي شاخصي براي بیان توان ارتباط‪ ,‬بین‬
‫پیامد و علت مفروض مي باشد‪.‬‬
Cohort ‫مطالعه همگروهي‬
Disease
Yes
No
Total
Yes
a
b
a+b
No
c
d
c+d
Exposure
a /( a + b)
RR=
c /( c + d)
‫مزایاي مطالعه همگروهي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫مطالعه همزمان چند پیامد مرتبط با مواجهه‬
‫محاسبه میزان بروز‬
‫ارائه برآورد مستقیمي از خطر نسبي‬
‫محاسبه نسبت هاي مقدار‪ -‬پاسخ‬
‫به حداقل رسیدن تورش ها‬
‫معایب مطالعه همگروهي‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫‪‬‬
‫درگیر نمودن تعداد زیادي از افراد‬
‫زمان زیاد‬
‫مشكالت خاص اجرایي‬
‫ریزش افراد شركت كننده‬
‫مشكل بودن انتخاب گروه مواجهه یافته و بدون‬
‫مواجهه‬
‫تغییر در روش هاي استاندارد یا معیارهاي تشخیصي‬
‫گران بودن‬
‫تاثیر مطالعه بر رفتار شركت كنندگان‬
‫وجود مالحظات اخالقي‬
Comparison of Case/Control
& Cohort Studies
Case/Control
• Rare
Exposure
• Rare Disease
• Disease with
long latency
• Cost
• Time
• Size
• Temporal
Relationship
Cohort
• Inefficient
• Efficient
• Efficient
• Inefficient
• Efficient
• Inefficient
•
•
•
•
Cheap
Shorter
Smaller
Difficult to assess
•
•
•
•
More Expensive
Longer
Larger
Good to
determine (RR)
The cohort study
is
the gold-standard
of analytical
epidemiology
CASE-CONTROL STUDIES HAVE THEIR PLACE
IN EPIDEMIOLOGY but if cohort study possible,
do not settle for second best
‫توصيفي‬
Case report
Case series
Cross sectional
(Survey)
‫مشاهده اي‬
Case-Control
Cohort
‫تحليلي‬
‫انواع مطالعات‬
‫اپيدميولوژی‬
Randomized
controlled trials
Quasiexperimental (Non randomized or non
control trial)
‫تجربي‬
)‫(مداخله ای‬
‫مقایسه‬
‫مطالعه‬
‫همگروهی‪،‬‬
‫مورد‪-‬شاهدی‬
‫و مقطعی‬
Application
RCT
Time
Onset of
study
Disease
Treatment
No Disease
Eligible
Patients
Randomize
Disease
Placebo
No Disease
Direction of enquiry
Clinical Trial: Definition
A clinical trial is a prospective study
comparing the effect and value of
intervention(s) against a control in
human beings.
General Design of Clinical Trial
Intervention
PAR
S
PAR =
S
=
R
=
T
=
Study
R
Sample
Outcome
T
No
Intervention
No
Outcome
Population at Risk (Population with condition)
Sampling design (study population)
Randomize intervention
Elapsed time
‫نصیحت سقراط‬
‫پیش از آن که سقراط را محاکمه کنند‪ ،‬از وی پرسیدند ‪:‬بزرگ ترین‬
‫آرزویی که در دل داری چیست؟‬
‫پاسخ داد‪ :‬بزرگ ترین آرزوی من این است که به باالترین مکان در آتن‬
‫صعود کنم و با صدای بلند به مردم بگویم‪ :‬ای رفقا! چرا با این حرص‬
‫و ولع بهترین و عزیزترین سال های عمر خود را به جمع آوری ثروت می‬
‫گذرانید‪ ،‬در حالی که آن گونه که باید و شاید در تعلیم و تربیت‬
‫اطفالتان که مجبور هستید روزی ثروت خود را برای آنان باقی گذارید‬
‫همت نمی گمارید؟‬
‫خسته نباشید‬