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
T u ju a n d a ri s tu d i k o h o rt
T u ju a n d a ri s tu d i k o h o rt s e c a ra g a ris b e s a r d a p a t d ib a g i
dua :
D e s k rip tif :
M e n g g a m b a rk a n in s id e n d a n riw a y a t a la m ia h d a ri
p e n y a k it (k o n d is i-k o n d is i te rte n tu ) d a la m s u a tu
k u ru n w a k tu te rte n tu .
A n a litik :
M e n g a n a lis a h u b u n g a n a n ta ra “ p re d ic to r v a ria b le ” /
fa k to r re s ik o (e x p o s u re ) d a n “ o u tc o m e ” / a k ib a t
(d is e a s e ) y a n g d itim b u lk a n n y a
“ E x p o s u re ”
“ D is e a s e ”
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