Estudios de casos y controles. Fundamento teórico, variantes y aplicaciones. Dr. Aurelio Cruz Valdez. Instituto Nacional de Salud Pública.

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1 Estudios de casos y controles. Fundamento teórico, variantes y aplicaciones Dr. Aurelio Cruz Valdez Instituto Nacional de Salud Pública.

2 Consideraciones generales Características Clasificación Ventajas y desventajas Principios de selección de los casos Principios de selección de los controles Sesgos Pareamiento Variantes

3 Epidemiología Es el estudio de la distribución y determinantes del proceso salud-enfermedad en poblaciones específicas, y su aplicación en el control de problemas de salud.

4 LOS OBJETIVOS DE LA EPIDEMIOLOGIA El objetivo principal de la epidemiología es identificar subgrupos en la población que están en alto riesgo de padecer una enfermedad. Ayuda a detectar factores de riesgo, intervenirlos y prevenirlos.

5 GENERALIDADES DE DISEÑOS EPIDEMIOLÓGICOS Etapas básicas de la investigación Epidemiológica Planteamiento del Formulación de objetivos e hipótesis problema Definición y selección de la población Medición Selección de un diseño de estudio Muestreo, cálculo del tamaño Análisis estadístico

6 Principales diseños de investigación Epidemiológica Estudios Experimentales Estudios Observacionales El investigador posee la facultad de decidir, en cuanto a: variables, tiempo de realización, no. de sujetos, quienes son expuestos y no expuestos El investigador no posee la facultad de manipular las variables

7 Grupos de Estudios Epidemiológicos Investigación Básica Experimentales aleatoria si Ensayos Clínicos no Intervención Comunitaria Quasi-experimentales No Experimentales/obs ervacionales Descriptivos Evento Analíticos Exposición Ecológicos Transversales Casos y Controles Cohorte

8 Objetivo de un estudio de Casos y Controles El objetivo principal de un estudio de casos y controles es proveer una estimación válida y razonablemente precisa, de la fuerza de asociación de una relación hipotética causa-efecto. Philip Cole Los estudios de casos y controles están sujetos a la acción de diferentes sesgos, por lo que no tienen como principal objetivo el de generalizar sus hallazgos, sino el de apoyar relaciones causa-efecto, que tendrán que ser verificadas mediante estudios analíticos con un mayor poder en la escala de causalidad.

9 Estudios de casos y controles. Antecedentes 1) Cólera. John Snow y la epidemia de cólera en Londres (Siglo XIX). Casos y no casos de cólera comparados en cuanto a residencia y fuente de agua potable. 2) Cáncer de pulmón. Hospital de Monte Sinaí en Nueva York en Se observó una frecuencia elevada de mesoteliomas, un estudio de casos y controles identificó como factor de riesgo de enfermedad, la exposición al asbesto. 3) Cáncer de Vagina. Un cáncer poco frecuente en mujeres jóvenes, el cáncer de vagina comenzó a incrementarse en los 60s. Un estudio de casos y controles, notificó (en las madres de los casos) el antecedente de consumo de estrógenos (dietilestilbestrol) durante el primer trimestre del embarazo (carcinogénesis in utero).

10 Características del estudio. Casos y controles. Los estudios de casos y controles, representan una ESTRATEGIA MUESTRAL, en la que se selecciona a la población de estudio con base en la presencia (caso) ó ausencia (control) del evento de interés. En teoría, se basan en la identificación de los casos incidentes en una determinada población durante un período de observación definido, como en un estudio de cohorte: a) Identificación de la cohorte de estudio. b) Estrategia de identificación de los casos. c) Obtención de una muestra representativa de los individuos en la cohorte que no desarrollaron el evento de estudio.

11 Clasificación de acuerdo con la población blanco ( Representatividad ) Con base poblacional Sin base poblacional Clasificación de acuerdo a la selección del grupo control Incidencia acumulada Anidados Caso cohorte Caso-cruzado (auto-control) Caso-caso Mortalidad proporcional

12 ESTUDIO DE CASOS Y CONTROLES Expuestos No expuestos Casos Población de estudio Expuestos No expuestos s Controles Dirección de la investigación

13 Características necesarias de un diseño de casos y controles. REPRESENTATIVIDAD: a) Los casos deben de representar a todos los casos existentes en un tiempo determinado. b) Los controles representen a los sujetos que en el estudio se pueden convertir en casos. c) Procedan de la misma base poblacional. SIMULTANEIDAD: Los controles deben obtenerse en el mismo tiempo donde surgieron los casos. HOMOGENEIDAD: Los controles se deben de obtener de la misma cohorte de donde surgieron los casos e independientemente de la exposición.

14 Ventajas de los estudios de casos y controles. 1. Útiles para estudiar problemas de salud poco frecuentes. 2. Indicados para el estudio de enfermedades con un largo período de latencia. 3. Suelen exigir menos tiempo y ser menos costosos que los estudios de cohorte. 4. Caracterizan simultáneamente los efectos de una variedad de posibles factores de riesgo del problema de salud que se estudia. 5. No es necesario esperar durante mucho tiempo para conocer la respuesta. 6. Requiere de menor número de sujetos en quienes se puede profundizar. 7. Estima cercanamente el riesgo relativo verdadero, si se cumplen los principios de representatividad, simultaneidad y homogeneidad.

15 DESVENTAJAS de los estudios de casos y controles. 1) Especialmente susceptible a sesgos porque: a) La población en riesgo a menudo no esta definida (a diferencia de los estudios de cohorte). b) Los casos seleccionados por el investigador son obtenidos a partir de una reserva disponible. c) Difícil asegurar la comparabilidad de factores de riesgo poco frecuentes. d) Pueden generar frecuentemente sesgos de información, porque la exposición en la mayoría de los casos- se mide, se reconstruye ó se cuantifica, después del desarrollo de la enfermedad. e) Se puede introducir un sesgo de selección, si la exposición de interés determina diferencialmente la selección de los casos y los controles.

16 DESVENTAJAS de los estudios de casos y controles. 1. El riesgo o la incidencia de la enfermedad no puede medirse directamente, porque los grupos están determinados no por su naturaleza sino por los criterios de selección de los investigadores. 2. Si el problema de salud en estudio es muy prevalente (mayor del 5%), la razón de momios no ofrece una estimación confiable del riesgo relativo. 3. No sirven para determinar otros posibles efectos sobre la salud de una exposición, porque sólo se ocupan de un solo resultado.

17 Para que hacer un estudio de casos y controles? Para estimar indirectamente los parámetros epidemiológicos de interés para causalidad: a) Tasa de incidencia b) Razón de tasas de incidencia A través de pseudotasas= Razón de Momios Para estimar los parámetros de una cohorte definida en tiempo y espacio.

18 PRINCIPIOS DE SELECCIÓN DE LOS CASOS

19 Opciones de selección de casos. a) Utilización de casos incidentes con períodos de exposición ó latencia prolongados. 1) Se disminuye el sesgo de memoria porque el sujeto recuerda mejor la experiencia pasada que es más reciente. 2) La supervivencia no esta condicionada por los factores de riesgo como en casos prevalentes. 3) Es menos probable que el estatus de enfermedad modifique la exposición en estudio. Ejemplo: Infección de virus de papiloma humano y cáncer cervical.

20 Opciones de selección de casos. b) Utilización de casos prevalentes con períodos de exposición a factores de riesgo prolongados. 1) El período de exposición es muy largo. 2) La enfermedad no afecta el estado de exposición. 3) Cuando la exposición no modifica la sobrevida. Ejemplo: Predisposición genética a cáncer de mama.

21 Opciones de selección de casos. c) Utilización de casos incidentes con períodos de exposición a factores de riesgo muy cortos. 1) Muy poco probable el sesgo de memoria. 2) Se encuentra identificada la cohorte en estudio. 3) Se identifican la mayor parte de los casos. 4) Se obtiene una muestra representativa de los individuos en la cohorte que no desarrollaron el evento de estudio. Ejemplo: Un brote de intoxicación alimenticia.

22 Opciones de selección de casos. d) Utilización de casos prevalentes. 1) La prevalencia de casos es muy pequeña. 2) El evento resultado no esta relacionado con la sobrevida al momento de la selección.. 3) La enfermedad no afecta el estado de exposición. Ejemplo: Mesotelioma y exposición al asbesto.

23 Opciones de selección de casos. e) Utilización de casos o controles fallecidos. 1) Utilización de fuentes secundarias de datos. 2) No estudios de factores pronósticos. 3) No estudio de sobrevida. Ejemplo: Un estudio de mortalidad proporcional de consumo de consumo de tabaco y cánceres de origen epitelial.

24 PRINCIPIOS DE SELECCIÓN DE LOS CONTROLES

25 Controles: un término que confunde En general en los diseños experimentales: el grupo control nos sirve para estimar lo que hubiera pasado sin la intervención En los estudios de cohorte: Lo que hubiera pasado sin la exposición. En los estudios de casos y controles? Los controles nos permiten medir la exposición en los sujetos que no desarrollaron el evento

26 Principios en la selección de controles A) Los controles deben ser seleccionados de la misma base poblacional de donde se originaron los casos. B) Los controles deben ser seleccionados independientemente de su condición de expuestos o no-expuestos. C) La probabilidad de selección para los controles debe ser proporcional al tiempo que permaneció en la cohorte (contribuyó al denominador de la tasa de incidencia) D) Evitar confusión E) Medición comparable

27 Principios en la selección de controles: A) Los controles deben ser seleccionados de la misma base poblacional de donde se originaron los casos. Si el control hubiera desarrollado el evento en estudio, necesariamente tendría que aparecer en la lista de casos de nuestro estudio. Casos y controles con base poblacional: La base poblacional se define claramente en tiempo y en espacio y posteriormente se muestrean lo casos. Se trata de identificar a todos los casos o a una muestra representativa de los mismos Casos y controles con base secundaria: Se definen los casos y posteriormente se define la base poblacional que origino a los casos. Se trata de identificar al grupo control mas adecuado

28 Principios en la selección de controles B) Los controles deben ser seleccionados independientemente de su condición de expuestos o no-expuestos. Los controles deben representar adecuadamente la distribución de la exposición en la población base o población fuente. Las fracciones muestrales para controles expuesto y no-expuestos deben ser las mismas Si se conocen las fracciones muestrales se pueden estimar las medidas de incidencia Si las fracciones muestrales para controles expuesto y no-expuestos NO son las mismas entonces existe SESGO

29 Principios en la selección de controles C) La probabilidad de selección para los controles debe ser proporcional al tiempo que permaneció en la cohorte (contribuyo al denominador de la tasa de incidencia) Si la exposición es dependiente del tiempo (cambia) se debe actualizar al momento de la selección como control y debe ser definida de la misma manera que para los casos. Ejemplo. Cáncer del cervix uterino y antecedente de PAP Para los casos se pregunta 1 año antes del diagnostico de cáncer Para los controles? RE: debe tener una ventana de tiempo similar.

30 Principios en la selección de controles D) Evitar confusión La serie de controles deben ser comprables en cuanto a otros factores de riesgos se refiere (factores de confusión). Ejemplo: Estudio de gemelos Estrategias: Restricción Pareameniento Análisis estadístico: Estratificado Estandarización Multivariado

31 Fuente de obtención de controles 1. Con base poblacional. 2. Controles vecindarios. 3. Hospitalarios. 4. Selección aleatoria de números teléfonicos. 5. Con otras enfermedades de un registro poblacional. 6. Amigos o familiares. 7. Seleccionados del registro de mortalidad. 8. Combinación de diversos tipos de controles.

32 Tipos de controles 1) Controles poblacionales Se usan principalmente en estudios de casos-controles con base poblacional. Que hacemos cuando la probabilidad de DX depende de tener acceso a atención medica? Como debemos seleccionar los controles? RE: Lo mas razonable seria seleccionar controles de hospitales.

33 Tipos de controles 1) Controles poblacionales Ventajas: El principio de la misma base poblacional se cumple Se definen claramente los criterios de elegibilidad Se puede extrapolar Desventajas: Difícil si no existe un marco muestral. Mas costoso Sesgo de información Mayor no-respuesta

34 Tipos de controles Estrategias: 1) Controles poblacionales Selección de controles de listados existentes Selección vía telefónica Selección de vecinos De la misma colonia o manzana, reducimos variabilidad en términos de acceso a servicios médicos, nivel socio-económico. Para estudios de casos-controles de base secundaria los controles poblacionales pueden no ser adecuados, cómo garantizamos que el control hubiera llegado al mismo hospital en caso de desarrollar el evento?

35 Tipos de controles Selección de vecinos Como no se lleva acabo aleatoriamente se debe asumir que es independiente de la exposición Se debe poner mucho cuidado en sesgos introducidos por el entrevistador.

36 Tipos de controles 2) Controles de hospitales La lista de diagnósticos de egreso del hospital donde se reclutan los casos puede servir como fuente de controles. Se puede suponer que los controles se originan de la misma población base, ya que si hubieran desarrollado el evento, se hubieran registrado como casos.

37 Tipos de controles 2) Controles de hospitales Ventajas y desventajas: Comparabilidad de información Menor costo Fuente poblacional Hospitales de referencia Sesgo de Berkson Cuando la exposición aumenta el riesgo de hospitalización en los controles?

38 Tipos de controles 3) Controles de la misma practica medica Es una estrategia útil para reclutar controles con los mismo parámetros de accesibilidad a servicios de salud Apropiados para hospitales de concentración o referencia Se asume que los controles hubieran seguido el mismo camino en caso de haber desarrollado el evento.

39 Tipos de controles 3) Controles de la misma practica médica. Se debe cuidar que los controles representen la exposición en la población base. Esto no se cumple cuando los controles eligen cierto médico en base a la exposición. Ej., Cáncer del páncreas y café

40 Tipos de controles 4) Amigos Suponemos que el amigo, en caso de desarrollar el evento hubiera sido registrado en la lista de casos Sesgos: Alcohol, tabaco, deporte? Conocidos vs. Amigos

41 Tipos de controles 5) Familiares Cuando se requiere controlar por factores genéticos. Es una forma de parear por carga genética. 6) Autocontroles El efecto de la exposición es de corta duración y no tiene efectos continuados una vez que termina.

42 Tipos de controles 7) Controles subrogados (proxy) Cuando los casos esta muertos se entrevista a los familiares. Los controles deben incluir únicamente entrevista a los familiares.

43 Tipos de controles 8) Controles fuera de la base. Cuando se puede suponer que estos representan adecuadamente la distribución de la exposición en la base. Ej. Cáncer de mama y selenio. Se usaron controles hombres. Grupo sanguíneo y trombosis venosa

44 Sesgos en estudios de casos y controles

45 Sesgos Errores que pueden ocurrir de manera diferencial entre los casos y los controles, que condiciona una estimación errónea atribuida a la exposición, estableciendo diferencias espurias atribuidas a errores metodológicos.

46 Estudios de casos y controles. specialmente susceptible a sesgos porque: a) b) c) d) e) La población en riesgo a menudo no esta definida (a diferencia de los estudios de cohorte). Los casos seleccionados por el investigador son obtenidos a partir de una reserva disponible. Difícil asegurar la comparabilidad de factores de riesgo poco frecuentes. Pueden generar frecuentemente sesgos de información, porque la exposición en la mayoría de los casos- se mide, se reconstruye ó se cuantifica, después del desarrollo de la enfermedad. Se puede introducir un sesgo de selección, si la exposición de interés determina diferencialmente la selección de los casos y los controles.

47 Sesgos de selección en estudios de casos y controles. Condicionada porque la participación de los sujetos se basa en la ocurrencia del evento. Por esta razón en forma ideal se sugiere incluir CASOS INCIDENTES para evitar que la exposición o factores asociados, determinen o condicionen la participación en el estudio.

48 Ejemplo de sesgos de selección en casos y controles: 1) Sobrevigilancia médica. Condicionada por una vigilancia médica más estrecha en los casos. THR y cáncer de endometrio. 2) La exposición se asocia con los padecimientos seleccionados para el grupo control. Estudio como factor de riesgo el consumo de alcohol y utilizar controles que ingresan al servicio de urgencias.

49 3) Tasas de no respuesta diferencial entre grupos de comparación. Diferentes estrategias de invitación en los dos grupos. Condicionamiento para participar en el estudio. Conocimiento de la hipótesis por parte de entrevistadores. 4) Estudio de casos prevalentes. Siempre y cuando la exposición en estudio se asocie no sólo con la ocurrencia de la enfermedad, sino también con la SOBREVIDA.

50 Sesgos de información. Tienen como característica fundamental el de originarse en el proceso de medición de la exposición. Evidencia de sesgos de información: 1) La existencia del evento puede tener un efecto directo sobre la exposición (causalidad inversa). 2) La existencia del resultado afecta la calidad de la medición. 3) La existencia del resultado afecta la determinación o registro de la exposición. Sesgos de recordatorio Sesgo de información introducido por el entrevistador Clasificación de exposición en base a su condición de caso o control

51 VARIANTES DE DISEÑOS DE CASOS Y CONTROLES

52 Variantes de los diseños de casos y controles. 1. Caso cohorte 2. Caso-caso 3. Casos y controles anidados en una cohorte 4. Casos y controles con base poblacional. 5. Casos hospitalarios y controles poblacionales. 6. Casos hospitalarios y controles vecindarios. 7. Casos y controles hospitalarios.

53 Diseño de casos y controles prospectivo Cohorte a b Identificación de los casos tiempo Casos Controles Expuestos a c No Expuestos b d Selección aleatoria del grupo control c d Inicia el estudio 1. Se identifica la cohorte en tiempo, espacio y lugar 2. Se obtiene un muestra (ej. de sangre) para todos los miembros de la cohorte y se almacena. 3. Se identifica a los casos que ocurren en la cohorte 4. Se selecciona una muestra al azar de los sujetos que no desarrollaron el evento, este grupo constituye los controles. 5. Se determina la exposición en los casos y controles.

54 Estudios de casos y controles con base poblacional. La muestra de estudio debe definirse a partir de la población de la que se obtienen todos los casos incidentes. Los controles se eligen aleatoriamente entre los miembros sin la enfermedad de la misma población. Aún cuando los casos se identifiquen de hospitales, es razonable suponer que representan todos los casos en el área geopolítica de estudio si la enfermedad es suficientemente grave como para que todos los casos sean hospitalizados.

55 Estudios de casos y controles anidados 1) Se asegura que los casos y controles procedan de la misma población de estudio, porque ambos proceden de la misma cohorte. 22) Todos los casos aparecen mientras se sigue la cohorte de manera prospectiva (en el estudio de casos y controles). 33) Una muestra de los integrantes de la cohorte no afectados serán identificados como controles.

56 Caso-cohorte: La definición de casos se encuentra anidada en una cohorte fija. Definida en espacio, tiempo y lugar. Todos los miembros de la cohorte tendrán el mismo tiempo de seguimiento. 1) Definición de la cohorte o población de estudio. 2) Selección del grupo control que se utilizará para estimar la proporción de individuos expuestos en riesgo al inicio del estudio 3) Seguimiento de la cohorte para detectar eventos Recomendado para enfermedades poco frecuentes, cohortes fijas, donde resulte costoso determinar la exposición de todos sus miembros.

57 Casos y controles anidado en una cohorte dinámica Muestreo conocido como de grupo de riesgo: La elegibilidad del control depende de ser miembro de la cohorte en el momento en que se identifica un caso. Grupo de riesgo: Los casos y el grupo de individuos en riesgo que no desarrollaron el evento constituyen el grupo de riesgo. 1) Definición de la cohorte. 2) Seguimiento para detectar casos. 3) Cada vez que se identifica un caso se seleccionan uno o varios controles del grupo de riesgo

58 Muestreo de casos y controles anidado con selección en base a grupo de riesgo Casos incidentes. 1 caso 34 controles 2 casos 27 controles TIEMPO EN MESES TIEMPO EN MESES TIEMPO EN MESES En este tipo de muestreo utilizamos casos y controles incidentes Reconstruimos la cohorte en el tiempo, este tipo de muestro es posible cuando se tiene un sistema de detección de casos. En este esquema se puede observar lo siguiente: a) Cualquier "control" que desarrolle la enfermedad será registrado como caso y contabilizado b) Los controles pueden convertirse en casos.

59 Estudio de caso crossover Estuvo el sujeto haciendo algo inusual justo antes del inicio de la enfermedad o evento de estudio? Respuesta a la Comparación entre el mismo individuo. Comparación del: Período control vs. Período de riesgo. Conceptualmente es un estudio de casos y controles pareado: Cada individuo sirve como su propio control.

60 Estudio de casos y controles con cruzamiento. Estudio de casos y autocontroles Periodo de Exposición evento Periodo de No-exposición Solo se incluyen individuos que presentaron el evento en estudio. Cada individuo es su propio control. Se asume que el efecto de la exposición es de muy corta duración y no tiene efectos residuales. Para cada individuo se selecciona un periodo pre-evento relevante y se determina la frecuencia de exposición. La frecuencia de exposición en este periodo se compara con la observada en otros tiempos para el mismo individuo.

61 Estudio de casos y controles con :autocontroles Case-crossover Accidentes de tráfico y uso de teléfono celular

62 Estudio de casos y controles con cruzamiento. Estudio de casos y autocontroles Qué estaba haciendo el caso antes del choque? Fuente: Maclure M & Mittleman MA. Annu. Rev. Public Health :

63 Estudio de casos y controles con cruzamiento. Estudio de casos y autocontroles Fuente: Maclure M & Mittleman MA. Annu. Rev. Public Health :

64 Estudios de caso-crossover. Ejemplo: Murray et al. Triggering of Acute Myocardial Infarction Onset by Episodes of Anger. Circulation 1995;92(7): Antecedente: Intuitivamente y con resultados de diversos estudios con limitaciones metodológicas, sugieren que eventos de máximo estrés y enojo preceden inmediatamente al desarrollo de un infarto agudo del miocardio. Métodos: Entrevista a 1623 sujetos (501 mujeres) en promedio 4 días después de un infarto agudo del miocardio (IAM). Exposición: Características del evento clínico. Frecuencia de enojo durante el año previo. Intensidad del enojo y otros factores desencadenantes 26 horas antes del evento. Enojo fue cuantificada con una escala (autoreporte de 7 niveles) onset anger scale. State-Trait Personality Inventory (Subescala). Consumo de aspirina.

65 Estudios de caso-crossover 2. Diseño: Comparación de la ocurrencia de enojo a las 2 horas de haberse presentado el IAM en relación a dos controles ( self-matched ) pareados. Resultados: El RR de IAM 2 horas después de un episodio de enojo fue: RR=2.3 IC95% La subescala ( State-Trait Personality Inventory) corroboró este hecho: RR=1.9 IC95% Uso regular de aspirina tuvo un menor riesgo (I.4 IC95% ) que los no usuarios (2.9 IC95% ) (p<.05). Conclusiones: Episodios de máximo estrés y enojo son capaces de desencadenar un evento de IAM, pero la aspirina puede reducir este riesgo.

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