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Tipi di Disegno di Studio

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Tipi di Disegno di Studio. Objectives. To understand the difference between descriptive and analytic studies To identify the hierarchy of study designs, and the strengths and weakness of each design To be able to apply different study designs to the same research question. Obiettivi.

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Presentation Transcript
objectives
Objectives
  • To understand the difference between descriptive and analytic studies
  • To identify the hierarchy of study designs, and the strengths and weakness of each design
  • To be able to apply different study designs to the same research question
obiettivi
Obiettivi
  • Comprendere le differenze tra studi descrittivi e analitici
  • Identificare la gerarchia di disegni di studio, e le forze e la debolezza di ogni disegno
  • Essere capaci di applicare diversi disegni di studio alla stessa domanda di ricerca
types of studies
Types of Studies
  • Descriptive Studies
  • Observational Analytic Studies
    • Cross Sectional studies
    • Case Control studies
    • Cohort studies
  • Experimental Studies
    • Randomized controlled trials
tipi di studio
Tipi di Studio
  • Studi Descrittivi
  • Studi Analitici e di Osservazione
    • Studi Trasversali
    • Studi Caso Controllo
    • Studi di Coorte
  • Studi Sperimentali
    • Casualizzato prove controllate
hierarchy of study types
Hierarchy of Study Types

Analytic

  • Descriptive
  • Case report
  • Case series
  • Survey
  • Observational
  • Cross sectional
  • Case-control
  • Cohort studies
  • Experimental
  • Randomized
  • controlled trials

Strength of evidence for causality between a risk factor and outcome

gerarchia dei tipi di studio
Gerarchia dei tipi di studio

Analitici

  • Descrittivi
  • Rapporto di Caso
  • Serie di Caso
  • Esame
  • Osservazionali
  • Trasversali
  • Caso-Controllo
  • Studi di Coorte
  • Sperimentali
  • Casualizzato prove controllate

Forza dell\'evidenza per la causalità tra un fattore di rischio e conseguenza

descriptive studies
Descriptive studies
  • Getting a “lay of the land”
    • Surveys (NHIS, MCBS)
      • “How many men in the U.S. filled Viagra prescriptions in 2004?”
  • Describing a novel phenomena
    • Case reports or case series
      • Viagra-associated serous macular detachment.
      • Sildenafil-associated nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy.
studi descrittivi
Studi Descrittivi
  • Trovando una “disposizione della terra"
    • Esami (NHIS, MCBS)
      • "Quanti uomini hanno richiesto/avuto nell\'U.S. una prescrizioni di Viagra nel 2004?"
  • Descrivendo un nuovo fenomeno
    • Casi riportati o serie di casi
      • Distacco di macular sieroso (distacco della retina) associato al Viagra.
      • Alterazioni della retina e neuropatia ottico ischemica anteriore non arteriosa
descriptive studies1
Descriptive studies
  • Cannot establish causal relationships
  • Still play an important role in describing trends and generating hypotheses about novel associations
studi descrittivi1
Studi Descrittivi
  • Non possono stabilire relazioni causali
  • Possono giocare però un importante ruolo nel descrivere andamenti ed ipotesi generatrici su possibili associazioni di ipotesi
analytic studies
Analytic Studies
  • Attempt to establish a causal link between a predictor/risk factor and an outcome.
  • You are doing an analytic study if you have any of the following words in your research question:
    • greater than, less than, causes, leads to, compared with, more likely than, associated with, related to, similar to, correlated with
studi analitici
Studi Analitici
  • Tentano di stabilire un collegamento causale tra un fattore predittivo/rischio e un effetto/risultato.
  • Lei sta facendo uno studio analitico se ha una qualsiasi delle seguenti parole nel quesito di ricerca:
    • maggiore di, minore di, causa, conduce a, confronto con, più probabile che, associato con, riferito a, simile a, correllato con
hierarchy of study types1
Hierarchy of Study Types

Analytic

  • Descriptive
  • Case report
  • Case series
  • Survey
  • Observational
  • Cross sectional
  • Case-control
  • Cohort studies
  • Experimental
  • Randomized
  • controlled trials

Strength of evidence for causality between a risk factor and outcome

research question
Research Question

Is the regular consumption of Red Bull

associated with improved academic

performance among U.S. medical students?

domanda di ricerca
Domanda di Ricerca

Il consumo regolare di Red Bull (Toro Rosso)

è associato con una migliorata prestazione

accademica fra gli studenti U.S. di medicina?

rationale
Rationale
  • “functional drink” designed for periods of mental and physical exertion.
    • performance, concentration, memory, reaction time, vigilance, and emotional balance
  • Taurine + glucuronolactone + caffeine
quale il supporto logico della ricerca che si vuole fare

Base Razionale

(quale è il supporto logico della ricerca che si vuole fare)
  • la "bibita funzionale" disegnata per periodi dell\'esercizio mentale e fisico.
    • Performance, la concentrazione, memoria, tempo di reazione, vigilanza, ed equilibrio emotivo/emozionale
  • Taurina + il glucuronolactone + la caffeina
cross sectional study
Cross-sectional Study
  • Cross-sectional study of UCSF medical students taking USMLE Step 2
  • Questionnaire administered when registering for USMLE 2
    • Primary predictor: self-report of >3 cans Red Bull per week for the previous year
    • Covariates: Age, sex, undergraduate university, place of birth
  • Outcome: Score on USMLE Step 2
studi trasversali
Studi Trasversali
  • Studio trasversale di studenti in medicina di UCSF che prendono USMLE Passo 2
  • Il questionario somministrato al momento della registrazione per USMLE 2
    • Fattori predittivi primari: più di 3 barattoli di Red Bul per settimana nell’anno precedente
    • Covariabili : Età, sesso, carriera universitaria, luogo di nascita
  • Risultato: Punteggio all’esame di ammissione a USMLE passo 2
cross sectional study structure
Cross-sectional study: structure

Red Bull consumption

USMLE Score

time

studio trasversale struttura
Studio Trasversale: struttura

Consumo di Red Bull

Risultato/Punteggio di USMLE

Tempo

cross sectional study1
Cross-sectional Study:
  • Descriptive value:
    • How many UCSF medical students drink Red Bull?
    • What is the age and sex distribution of UCSF medical students who drink Red Bull?
  • Analytic value:
    • Is there an association between regular Red Bull consumption and test scores among UCSF med students?
      • Univariate
      • Multivariate (controlling for “confounders”)
studi trasversali1
Studi Trasversali:
  • Valore Descrittivo:
    • Quanti studenti di medicina di UCSF bevono Red Bull?
    • Quale è l\'età e la distribuzione per sesso degli studenti in medicina di UCSF che bevono Red Bull?
  • Valore Analitico:
    • Qual’è l’associazione tra Red Bull, il suo regolare consumo e i risultati d’esame tra gli studenti di medicina di UCSF?
      • Una sola variabile
      • Più variabili (controllante I fattori di confondimento)
cross sectional study pluses
Cross-sectional Study: Pluses

+ Prevalence (not incidence)

+ Fast/Inexpensive - no waiting!

+ No loss to follow up

+ Associations can be studied

studi trasversali vantaggi
Studi Trasversali: Vantaggi

+ Prevalenza (non l\'Incidenza)

+ Veloce/Poco costoso - nessuna attesa!

+ Nessuna perdita al follow up

+ Le associazioni possono essere studiate

measures of association
Measures of association

Risk ratio (relative risk)

A

A +B

C

C +D

misure dell associazione
Misure dell’Associazione

Fattori di Rischio (Rischio Relativo)

A

A +B

C

C +D

cross sectional study minuses
Cross-sectional study: minuses

- Cannot determine causality

Red Bull consumption

USMLE Score

time

studi trasversali aspetti negativi
Studi trasversali: Aspetti negativi

Non si può determinare la Causalità

Consumo di Red Bull

USMLE Punteggio

tempo

cross sectional study minuses1
Cross-sectional study: minuses

- Cannot determine causality

- Cannot study rare outcomes

studi trasversali aspetti negativi1
Studi Trasversali: Aspetti negativi

- Non si può determinare la Causalità

- Non si può usare per malattie rare

what if you are interested in the rare outcome
What if you are interested in the rare outcome?
  • The association between regular Red Bull consumption and…
    • A perfect score on the USMLE – Step 2
    • Graduating top 1% of the medical school class
    • Acceptance into a highly selective residency

ANSWER: A Case-Control study

che cosa fate se siete interessati ad un effetto raro
Che cosa fate se siete interessati ad un effetto raro?
  • L\'associazione tra il regolare consumo di RedBull e…
    • Un risultato perfetto sull\'USMLE. Passo 2
    • Top della graduatoria 1% degli studenti ????? di scuola medica
    • L\'accettazione in una residenza estremamente selettiva

RISPOSTA: Uno studio Caso-Controllo

case control study
Case-Control Study
  • Cases: 4th year med students accepted to residency in “highly selective specialty X”.
  • Controls: 4th year med students who applied but were not accepted.
  • Predictor: self-reported regular Red Bull consumption
    • Additional covariates (age, sex, medical school, undergraduate institution)
studio caso controllo
Studio Caso-Controllo
  • Casi : 4 anni studenti medicina hanno accettato la residenza in “highly selective specialty X”.(specializzazione X altamente selettiva)
  • Controlli: 4 anni studenti che hanno fattp domanda ma non sono stati accettati.
  • Predittivo: il consumo regolare di Red Bull
    • Addizionali covariate (età sesso, scuola di medicina precedente)
case control studies
Case control studies
  • Investigator works “backward” (from outcome to predictor)
  • Sample chosen on the basis of outcome (cases), plus comparison group (controls)
studi caso controllo
Studi caso controllo
  • Il ricercatore lavora all’indietro (dall’effetto al fattore di rischio)
  • Il campione è scelto sulla base dell’effetto (casi), più un gruppo di confronto (controlli)
case control study structure
Case-control study structure

present

past years

ACTUAL CASES

4th year UCSF students

who matched in “highly

selective specialty X”

Red Bull consumption

YES

Red Bull consumption

NO

ACTUAL CONTROLS

4th year students who failed

to match in “highly selective

specialty X”

time

strutture dei casi controllo
Strutture dei casi controllo

presente

Anni precedenti

ACTUAL CASES

Studenti per la selezione specialità X

consumatori Red Bull

YES

consumatori Red Bull

NO

ACTUAL CONTROLS

Studenti respinti

tempo

case control studies1
Case control studies
  • Determines the strength of the association between each predictor variable and the presence or absence of disease
  • Cannot yield estimates of incidence or prevalence of disease in the population (why?)
  • Odds Ratio is statistics
studi casi controllo
Studi casi controllo
  • Misurano la forza dell’associazione tra ciascuna variabile predittiva e la presenza o assenza di effetto (malattia)
  • Non possono invece stimare l’incidenza o la prevalenza di effetto (malattia) nella popolazione ( perchè?) non sono un campione rappresentativo della popolazione
  • La forza dell’associazione viene misurata dal Odds Ratio (rapporto di disparità)
case control study pluses
Case-control Study: pluses

+ Rare outcome/Long latent period

+ Inexpensive and efficient: may be only feasible option

+ Establishes association (Odds ratio)

+ Useful for generating hypotheses (multiple risk factors can be explored)

studi casi controllo aspetti positivi
studi casi controllo:aspetti positivi

+ studia malattie rare/periodi di latenza lunghi

+ poco costoso ed efficente: può essere l’unica opzione praticabile

+ verifica e misura una associazione(odds ratio)

+ e’ utile per generare delle ipotesi (possono essere esplorati molteplici fattori di rischio)

case control study minuses
Case-control study-minuses
  • Causality still difficult to establish
    • Selection bias (appropriate controls)
    • Recall bias: (retrospective observation)
    • Cannot tell about incidence or prevalence
studi caso controllo aspetti negativi
Studi caso controllo:aspetti negativi
  • La casualità rimane difficile da stabilire
    • Problemi di selezione (controlli appropriati)
    • Problemi di ricordo: (osservazioni retrospettive)
    • Non può dire niente su incidenza o prevalenza
measures of association1
Measures of association

Odds ratio (relative risk)

A * D

_______

B*C

misure di associazione
Misure di associazione

Odds ratio (relative risk)

A * D

_______

B*C

cohort study
Cohort Study
  • All entering medical students surveyed regarding beverage consumption and variety of other potential covariates
  • Survey updated annually to record changes in Red Bull consumption
  • Outcomes: USMLE Step 1 score, USMLE Step 2 score, match in first choice residency
studi di coorte
Studi di coorte
  • Tutte le matricole di medicina sono state interrogate sul consumo di Red Bul e una quantità di altre covariate
  • Annualmente è stato aggiornato lo studio registrando i cambiamenti nel consumo di Red Bul
  • effetti: punteggi per l’ammissione allo step 1 e per lo step 2, appaiamento nella prima amissione alla specializzazione
cohortes studies
Cohortes studies
  • A cohort (follow-up, longitudinal) study is a comparative, observational study in which subjects are grouped by their exposure status, i.e., whether or not the subject was exposed to a suspected risk factor
  • The subjects, exposed and unexposed to the risk factor, are followed forward in time to determine if one or more new outcomes (diseases) occur
    • Subjects should not have outcome variable on entry
    • No new subjects allowed in after initial recruitment
  • The rates of disease incidence among the exposed and unexposed groups are determined and compared.
studi di coorte1
Una coorte (follow-up, longitudinale) è uno studio comparativo, studio osservazionale nel quale il soggetto è raggruppato a seconda dello stato di esposizione, i.e., se I soggetti sono stati o no esposti ad un fattore di rischio

I soggetti, esposti e non esposti ad un fattore di rischio sono seguenti in avanti nel tempo se uno o più nuovi effetti compaiono

I soggetti non dovrebbero avere l’effetto/malattia nel momento dell’entrata (dello studio)

Non possono entrare nuovi soggetti dopo il reclutamento iniziale (la coorte è chiusa)

I tassi di incidenza degli effetti/malattia dai gruppi esposti e non esposti saranno misurati e confrontati

Studi di coorte
elements of a cohort study
Elements of a cohort study
  • Selection of sample from population
  • Measures predictor variables in sample
  • Follow population for period of time
  • Measure outcome variable
elementi di studio di coorte
Elementi di studio di coorte
  • Selezione di un campione della popolazione
  • Misura delle variabili predittive nel campione
  • Si segue la popolazione per un periodo di tempo
  • Misura variabile di effetto
slide55

Prospective cohort study structure

The present

The future

Top USMLE scorers

Everyone else

time

slide56

Prospettive delle stutture degli

studi di coorte

Presente

Futuro

Persone con I punteggi più alti

(perl’ammissione)

Anche qualcun’altro

tempo

strengths of cohort studies
Strengths of cohort studies
  • Know that predictor variable was present before outcome variable occurred (some evidence of causality)
  • Directly measure incidence of a disease outcome
  • Can study multiple outcomes of a single exposure (RR is measure of association)
punti di forza degli studi di coorte
Punti di forza degli studi di coorte
  • Sapere che la variabile predittiva era presente prima della comparsa della variabile di effetto (prova di cusalità)
  • Si può fare la misura diretta dell’incidenza
  • Posso studiare molti effetti di una singola esposizione (rischi relativo è la misura dell’associazione)
weaknesses of cohort studies
Weaknesses of cohort studies
  • Expensive and inefficient for studying rare outcomes
  • Often need long follow-up period or a very large population
  • Loss to follow-up can affect validity of findings
debolezza degli studi di coorte
Debolezza degli studi di coorte
  • Costosi ed inefficenti per studiare effetti/malattie rare
  • Spesso sono necessari lunghi periodi di follow –up o grandissime popolazioni
  • I persi al follow-up possono incidere negativamente sulla validità dei risultati
other types of cohort studies
Other types of cohort studies
  • Retrospective cohort
    • Identification of cohort, measurement of predictor variables, follow-up and measurement of outcomes have all occurred in the past
    • Much less costly than prospective cohorts
    • Investigator has minimal control over study design
altri tipi di studi di coorte
Altri tipi di studi di coorte
  • Studio retrospettivo
    • Identificazione,della coorte misurazione e predizione delle variabili follow-up e misurazione degli effetti che si sono verificati nel passato
    • Molto meno costoso che la coorte prospettica
    • L’investigatore ha un minimo controllo sul disegno dello studio (quello che c’è c’è)
time in the cohort study

- 10

- 5

Today

+ 5

+ 10

- 10

- 5

Today

+ 5

+ 10

Time in the Cohort Study

Exposed subjects

Disease

Classic (Concurrent)

Cohort Study

Unexposed subjects

Disease

Time in Years

Disease

Exposed subjects

Historical

(Non-concurrent)

Cohort Study

Disease

Unexposed subjects

Time in Years

tempo nello studio di coorte

- 10

- 5

oggi

+ 5

+ 10

- 10

- 5

oggi

+ 5

+ 10

Tempo nello studio di coorte

Soggetti Esposti

Effetto/Malattia

Studio classico di coorte

(Concurrent)

Soggetti Non esposti

Effetto/Malattia

tempo in anni

Effetto/Malattia

Soggetti esposti

storico

retrospettivo

Cohort Study

Effetto/Malattia

Soggetti non esposti

Time in Years

time in the cohort study1
Time in the Cohort Study

d

Exposed

subjects

d

d

d = Disease

Unexposed

subjects

d

- 10

- 5

Today

+ 5

+ 10

Time in Years

tempo nello studio di coorte1
Tempo nello studio di coorte

d

Soggetti

Esposti

d

d

d = effetto/malattia

Soggetti non

Esposti

d

- 10

- 5

oggi

+ 5

+ 10

Tempo in Anni

slide69

c

a

;

Incidence:

a + b

c + d

Measures of Risk

DEPENDENT VARIABLE (disease)

Without

With

INDEPENDENT

VARIABLE

(risk factor)

Exposed

a

a + b

b

c

d

Unexposed

c + d

a + c

b + d

a

a + b

Relative risk:

c

c + d

slide70

c

a

;

Incidenza:

a + b

c + d

Misura del rischio

Variabile dipendente (effetto/malattia)

Senza

Con

VARIABILE

INDIPENDENTE

(Fattore di Rischio)

Esposti

a

a + b

b

c

d

Non Esposti

c + d

a + c

b + d

a

a + b

Rischio Relativo:

c

c + d

other types of cohort studies1
Other types of cohort studies
  • Nested case-control study
    • Case-control study embedded in a cohort study
    • Controls are drawn randomly from study sample
un altro tipo di studio di coorte
Un altro tipo di studio di coorte
  • Studio casi controllo annidato
    • Studi caso controllo formati (arruolati) in uno studio di coorte
    • I controlli sono tratti in maniera casuale dall’intera coorte
ad