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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,

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Presentazione sul tema: "Tipi di Disegno di Studio. Objectives To understand the difference between descriptive and analytic studies To identify the hierarchy of study designs,"— Transcript della presentazione:

1 Tipi di Disegno di Studio

2 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

3 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

4 Types of Studies Descriptive Studies Observational Analytic Studies Cross Sectional studies Case Control studies Cohort studies Experimental Studies Randomized controlled trials

5 Tipi di Studio Studi Descrittivi Studi Analitici e di Osservazione Studi Trasversali Studi Caso Controllo Studi di Coorte Studi Sperimentali Casualizzato prove controllate

6 Hierarchy of Study Types Descriptive Case report Case series Survey Analytic Observational Cross sectional Case-control Cohort studies Experimental Randomized controlled trials Strength of evidence for causality between a risk factor and outcome

7 Gerarchia dei tipi di studio Descrittivi Rapporto di Caso Serie di Caso Esame Analitici Osservazionali Trasversali Caso-Controllo Studi di Coorte Sperimentali Casualizzato prove controllate Forza dell'evidenza per la causalità tra un fattore di rischio e conseguenza

8 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.

9 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

10 Descriptive studies Cannot establish causal relationships Still play an important role in describing trends and generating hypotheses about novel associations

11 Studi Descrittivi Non possono stabilire relazioni causali Possono giocare però un importante ruolo nel descrivere andamenti ed ipotesi generatrici su possibili associazioni di ipotesi

12 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

13 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

14 Hierarchy of Study Types Descriptive Case report Case series Survey Analytic Observational Cross sectional Case-control Cohort studies Experimental Randomized controlled trials Strength of evidence for causality between a risk factor and outcome

15 Research Question Is the regular consumption of Red Bull associated with improved academic performance among U.S. medical students?

16 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?

17 Rationale functional drink designed for periods of mental and physical exertion. performance, concentration, memory, reaction time, vigilance, and emotional balance Taurine + glucuronolactone + caffeine

18 (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 Base Razionale

19 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

20 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 nellanno precedente Covariabili : Età, sesso, carriera universitaria, luogo di nascita Risultato: Punteggio allesame di ammissione a USMLE passo 2

21 Cross-sectional study: structure time USMLE Score Red Bull consumption

22 Studio Trasversale: struttura Tempo Risultato/ Punteggio di USMLE Consumo di Red Bull

23 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)

24 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: Qualè lassociazione tra Red Bull, il suo regolare consumo e i risultati desame tra gli studenti di medicina di UCSF ? Una sola variabile Più variabili (controllante I fattori di confondimento)

25 Cross-sectional Study: Pluses +Prevalence (not incidence) +Fast/Inexpensive - no waiting! +No loss to follow up +Associations can be studied

26 Studi Trasversali: Vantaggi +Prevalenza (non l'Incidenza) +Veloce/Poco costoso - nessuna attesa! +Nessuna perdita al follow up +Le associazioni possono essere studiate

27 Measures of association Disease YesNo Risk Factor YesAB NoCD Risk ratio (relative risk) A A + B C C + D

28 Misure dellAssociazione Malattia YesNo Fattori di Rischio YesAB NoCD Fattori di Rischio (Rischio Relativo) A A + B C C + D

29 Cross-sectional study: minuses time - Cannot determine causality USMLE Score Red Bull consumption

30 Studi trasversali: Aspetti negativi tempo Non si può determinare la Causalità USMLE Punteggio Consumo di Red Bull

31 Cross-sectional study: minuses - Cannot determine causality - Cannot study rare outcomes

32 Studi Trasversali: Aspetti negativi - Non si può determinare la Causalità - Non si può usare per malattie rare

33 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

34 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

35 Case-Control Study Cases: 4 th year med students accepted to residency in highly selective specialty X. Controls: 4 th year med students who applied but were not accepted. Predictor: self-reported regular Red Bull consumption Additional covariates (age, sex, medical school, undergraduate institution)

36 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)

37 Case control studies Investigator works backward (from outcome to predictor) Sample chosen on the basis of outcome (cases), plus comparison group (controls)

38 Studi caso controllo Il ricercatore lavora allindietro (dalleffetto al fattore di rischio) Il campione è scelto sulla base delleffetto (casi), più un gruppo di confronto (controlli)

39 Case-control study structure time ACTUAL CASES 4 th year UCSF students who matched in highly selective specialty X ACTUAL CONTROLS 4 th year students who failed to match in highly selective specialty X Red Bull consumption YES Red Bull consumption NO present past years

40 Strutture dei casi controllo tempo ACTUAL CASES Studenti per la selezione specialità X ACTUAL CONTROLS Studenti respinti consumatori Red Bull YES consumatori Red Bull NO presente Anni precedenti

41 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

42 Studi casi controllo Misurano la forza dellassociazione tra ciascuna variabile predittiva e la presenza o assenza di effetto (malattia) Non possono invece stimare lincidenza o la prevalenza di effetto (malattia) nella popolazione ( perchè?) non sono un campione rappresentativo della popolazione La forza dellassociazione viene misurata dal Odds Ratio (rapporto di disparità)

43 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)

44 studi casi controllo:aspetti positivi +studia malattie rare/periodi di latenza lunghi +poco costoso ed efficente: può essere lunica opzione praticabile +verifica e misura una associazione(odds ratio) +e utile per generare delle ipotesi (possono essere esplorati molteplici fattori di rischio)

45 Case-control study-minuses -Causality still difficult to establish -Selection bias (appropriate controls) -Recall bias: (retrospective observation) -Cannot tell about incidence or prevalence

46 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

47 Measures of association Disease YesNo Test YesAB NoCD Odds ratio (relative risk) A * D _______ B * C

48 Misure di associazione Effetto/malattia YesNo Test YesAB NoCD Odds ratio (relative risk) A * D _______ B * C

49 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

50 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 lammissione allo step 1 e per lo step 2, appaiamento nella prima amissione alla specializzazione

51 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.

52 Studi di coorte 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 leffetto/malattia nel momento dellentrata ( 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

53 Elements of a cohort study Selection of sample from population Measures predictor variables in sample Follow population for period of time Measure outcome variable

54 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

55 time The presentThe future Top USMLE scorers Everyone else Prospective cohort study structure

56 tempo PresenteFuturo Persone con I punteggi più alti (per lammissione) Anche qualcunaltro Prospettive delle stutture degli studi di coorte

57 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)

58 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 dellincidenza Posso studiare molti effetti di una singola esposizione (rischi relativo è la misura dellassociazione)

59 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

60 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

61 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

62 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 Linvestigatore ha un minimo controllo sul disegno dello studio ( quello che cè cè)

63 Time in the Cohort Study Exposed subjects Unexposed subjects Classic (Concurrent) Cohort Study Disease Today Historical (Non-concurrent) Cohort Study Exposed subjects Unexposed subjects Disease Time in Years Today Time in Years

64 Tempo nello studio di coorte Soggetti Esposti Soggetti Non esposti Studio classico di coorte (Concurrent) Effetto/Malattia oggi storico retrospettivo Cohort Study Soggetti esposti Soggetti non esposti Effetto/Malattia Time in Years oggi tempo in anni

65 Time in the Cohort Study d = Disease Exposed subjects Unexposed subjects Today Time in Years d d d d

66 Tempo nello studio di coorte d = effetto/malattia Soggetti Esposti Soggetti non Esposti oggi Tempo in Anni d d d d

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69 Measures of Risk DEPENDENT VARIABLE (disease) INDEPENDENT VARIABLE (risk factor) Exposed With Without Unexposed a b cd a + cb + d a + b c + d Incidence: a a + b ; c c + d a Relative risk: a + b c c + d

70 Misura del rischio Variabile dipendente (effetto/malattia) VARIABILE INDIPENDENTE (Fattore di Rischio) Esposti Con Senza Non Esposti a b cd a + cb + d a + b c + d Incidenza: a a + b ; c c + d a Rischio Relativo: a + b c c + d

71 Other types of cohort studies Nested case-control study Case-control study embedded in a cohort study Controls are drawn randomly from study sample

72 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 dallintera coorte


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