Typen von epidemiologischen Studien [+ Beispiele]

Typen von epidemiologischen Studien

Epidemiologische Studien dienen dazu, Zusammenhänge zwischen Risikofaktoren und gesundheitsbezogenen Ergebnissen festzustellen. Diese Studien können in Form von Beobachtungs- oder Interventionsstudien durchgeführt werden. Beobachtungsstudien sind nicht-experimentelle Untersuchungen, die Zusammenhänge zwischen bekannten Expositionen und Ergebnissen untersuchen. Interventionsstudien sind darauf ausgerichtet, die direkten Auswirkungen eines Risikofaktors auf eine Krankheit zu bewerten, indem eine Intervention bei den Probanden einer Versuchsgruppe durchgeführt und die Auswirkungen prospektiv mit einer Kontrollgruppe verglichen werden. Interventionsstudien sind teurer und zeitaufwändiger, liefern aber in der Regel bessere Beweise für einen Zusammenhang als Beobachtungsstudien. Je nach Situation entscheiden sich die Untersuchenden in der Regel für eine Kombination dieser Studiendesigns.

Redaktionelle Verantwortung: Stanley Oiseth, Lindsay Jones, Evelin Maza

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Beobachtungsstudie

Interventionsstudie

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Beobachtungsstudie

Beobachtungsstudien dienen der Beobachtung und Messung von Ergebnissen in einer Kohorte ohne Kontrolle von Risikofaktoren oder Variablen. Sie sind oft retrospektiv. Zu den Arten von Beobachtungsstudien gehören Querschnittsstudien, Fall-Kontroll-Studien und Kohortenstudien.

Querschnittsstudie

Erhebung von Daten über eine gesamte Population zu einem einzigen Zeitpunkt (Querschnitt zu einem Zeitpunkt)
- Die Teilnehmer werden nicht über einen längeren Zeitraum verfolgt.
Wird in der Regel zur Messung der Prävalenz verwendet (d. h. wie viele Menschen in einer Population die Krankheit haben)
- Auch Prävalenzstudien genannt
Vorteile:
- Kostengünstig, wenn routinemäßig erfasste Daten verwendet werden
- Leicht durchführbar
Nachteil:
- Kausalität kann nicht bestimmt werden, da Exposition und Ergebnis gleichzeitig gemessen werden.
- Daten zu Störvariablen können nicht einbezogen werden.

Fall-Kontroll-Studie

Geht von einem in der Vergangenheit liegendem Ergebnis aus (retrospektiv), um zu sehen, wer exponiert war.
2 Gruppen werden auf der Grundlage eines Ergebnisses oder des Vorliegens einer Krankheit verglichen:
1. Fälle: Personen, die das Ergebnis oder die Krankheit haben oder hatten.
2. Kontrolle: Personen, bei denen das Ergebnis oder die Krankheit nicht auftritt.
Die Anteile der exponierten Personen in der Fall- und der Kontrollgruppe werden verglichen, um festzustellen, ob es einen Zusammenhang gibt.
Abgleich: Auswahl von Kontrollen, die ähnliche Merkmale wie die Fälle aufweisen, die als mögliche Störfaktoren identifiziert wurden (z. B. Geschlecht, Alter, Raucherstatus), um den Störfaktor zu beseitigen
- Individueller Abgleich: Abgleich einer individuellen Kontrolle mit einem individuellen Fall
- Gruppen- oder Häufigkeitsabgleich: Gleiche Prozentsätze von Kontrollen und Fällen mit einer charakteristischen Gruppe mit charakteristischen Merkmalen (z. B. 50 % der Fälle und Kontrollen sind Männer)
Vorteile:
- Kostengünstig
- Kann von einer kleinen Gruppen untersucht werden
- Von kurzer Dauer
Nachteile:
- Kann die Inzidenz nicht messen
- Kann den Expositionsstatus eines Probanden im Laufe der Zeit nicht zuverlässig bestimmen (unterliegt der Beobachtungsverzerrung)
- Die Ermittlung einer Stichprobe von Kontrollen kann sich als schwierig erweisen und ist mitunter mit Auswahlverzerrungen verbunden.

Kohortenstudie

Eine Beobachtungsstudie, bei der eine Kohorte ausgewählt wird, die eine gemeinsame Exposition aufweist und diese Gruppe im Laufe der Zeit (prospektiv) beobachtet wird, um zu sehen, wer das interessierende Ergebnis entwickelt
Eine Längsschnittstudie, in der die zeitliche Beziehung zwischen Exposition und Ergebnis festgestellt wird
- Kohortenstudien können auch “retrospektiv” sein (d.h., es werden Krankenakten eingesehen und geprüft, ob sich das Ergebnis in der Vergangenheit prospektiv entwickelt hat). Dies schränkt die Möglichkeiten der Untersuchenden ein, Verwechslungen und Verzerrungen zu kontrollieren.
Wird in der Regel verwendet, um mögliche Ursache und Wirkung festzustellen, bevor randomisierte Kontrollstudien (englisches Akronym: RCT) durchgeführt werden.

**Tabelle: Vor- und Nachteile von Kohortenstudien**
Vorteile	Nachteile
Direkte Berechnung der Inzidenzraten	Zeitaufwendig
Kann Informationen über das Auftreten von Krankheiten liefern	Erfordert oft einen großen Stichprobenumfang
Klarer zeitlicher Zusammenhang zwischen Exposition und Krankheit	Teuer
Besonders effizient für die Untersuchung von seltenen Expositionen	Nicht effizient für die Erforschung seltener Krankheiten
Kann Informationen über mehrere Expositionen liefern	Verluste bei der Nachverfolgung können die Aussagekraft der Daten beeinträchtigen.
Kann Informationen über verschiedene Ergebnisse einer bestimmten Exposition liefern	Veränderungen bei den Diagnosemethoden im Laufe der Zeit können zu verzerrten Ergebnissen führen
Minimiert Verzerrungen

**Tabelle: Wann ist welches Forschungsdesign zu verwenden?**
Exposition	Ergebnis	Art der Studie
Selten	Häufig	Kohorte
Häufig	Selten	Fall-Kontrolle
Szenario		Art der Studie
Kurzfristige Studie über aktuelle, seltende Expositionen und häufige Ergebnisse		Prospektive Kohorte
Kurz- oder Langzeitstudie zu historischen, seltenden Expositionen und häufigen Ergebnissen		Retrospektive Kohorte
Untersuchung eines Ausbruchs einer Krankheit		Fall-Kontrolle
Sofortige Erhebung, häufige Ergebnisse und keine Veränderung im Laufe der Zeit		Querschnitt
Gibt es einen Zusammenhang zwischen der Besteigung des Mount Everest und der Entstehung von Diabetes Diabetes Diabetes Mellitus?		Kohorte
Gibt es einen Zusammenhang zwischen Linkshändigkeit und Rinderwahnsinn?		Fall-Kontrolle
Gibt es einen Zusammenhang zwischen Linkshändigkeit und Geschlecht?		Kreuzkontrollen
Welcher Faktor war wahrscheinlich für den Salmonellenausbruch bei der Weihnachtsfeier im Büro verantwortlich?		Fall-Kontrolle
Gab es einen Zusammenhang zwischen der Arbeit am Atombombenprojekt im Zweiten Weltkrieg und der Krebserkrankung 5 Jahre später?		Retrospektive Kohorte

Allgemeine Kategorien des Designs der Bevölkerungsforschung — Verschiedenen Arten von Forschung (Beobachtung vs. Experiment) und ihrer repräsentativen Studien in Form eines Flussdiagrammes. Beobachtungsstudien untersuchen passiv eine Kohorte mit einer Krankheit oder einem Zustand über einen bestimmten Zeitraum (oft retrospektiv); experimentelle Studien untersuchen prospektiv die Wirkung einer bestimmten Intervention oder Exposition in einer Gruppe im Vergleich zu Kontrollen.
Bild von Lecturio.

Interventionsstudie

Interventionsstudien sind prospektive experimentelle Versuche, bei denen Untersuchende die Auswirkungen einer Intervention auf Probanden mit einer Kontrollgruppe vergleichen. Die überzeugendste Art der Interventionsstudie ist die randomisierte kontrollierte Studie (RCT).

Randomisierte kontrollierte Studie

Auch randomisierte klinische Studie genannt
Goldstandard für Evidenz:
- Liefert den stärksten Beweis für den Nachweis der Kausalität
Verwendet für:
- Vergleich der Wirksamkeit neuer Therapieschemata und Medikamente mit den derzeitigen Therapien
- Evaluierung neuer Screening- und Präventionsstrategien
- Neue Wege für die Organisation und Bereitstellung der Gesundheitsversorgung zu finden
Kann sowohl in klinischen als auch in gesellschaftlichem Rahmen durchgeführt werden
Studiengruppen:
- Intervention-/Experimentalgruppe: Die Teilnehmenden sind exponiert oder erhalten die Intervention.
- Kontrollgruppe: Die Teilnehmenden erhalten die aktuelle Standardbehandlung, ein Placebo oder gar nichts.
Die Gruppen werden so ausgewählt, dass in den beiden Gruppen nahezu identische Bedingungen herrschen, mit Ausnahme der zu untersuchenden Exposition.
Die Gruppen müssen ausgewogen sein: gleich groß
Grundsatz der Behandlungsabsicht:
- Wenn Probanden die Gruppe wechseln, sollten die Ergebnisse entsprechend der ursprünglichen Gruppenzuordnung der Probanden analysiert werden.
Randomisierung:
- Zufällige Zuteilung der Probanden entweder zur Interventions- oder zur Kontrollgruppe
- Die Teilnehmer werden zufällig einer der beiden Gruppen zugeteilt.
- Verringert das Risiko von Selektionsverzerrungen, da die Chance, in einer der beiden Gruppen zu sein, 50/50 ist
Verblindung:
- Die Versuchspersonen und/oder die Prüfer wissen nicht, in welchen Gruppen die Versuchspersonen zugewiesen werden.
- Einfach verblindet: Die Probanden wissen nicht, ob sie eine Intervention oder ein Placebo erhalten.
- Doppelt verblindet: Sowohl die Teilnehmenden als auch die Untersuchenden wissen nicht, welcher Gruppe die Probanden zugewiesen werden.
- Dreifache Verblindung: Verblindung des Meta-Analysten
- Verblindung verringert die Wahrscheinlichkeit des Hawthorne- und Rosenthal-Effekts
  - Hawthorne-Effekt: Die Tendenz von Probanden, sich anders zu verhalten, wenn sie wissen, dass sie untersucht werden
  - Rosenthal-Effekt: Veränderungen im Verhalten der Versuchspersonen aufgrund der Erwartungen des Forschers
Placebo:
- Eine medizinisch unwirksame Intervention, die eine reale Intervention nachahmt, sodass die Versuchsperson nicht weiß, welcher Studiengruppe sie zugewiesen ist.
- Placebo-Effekt: Jede Behandlung, auch wenn sie unwirksam ist, führt zu einer Verbesserung, da der Empfänger daran glaubt.
Nocebo:
- Gegenstück zum Placebo-Effekt
- Negative gesundheitliche Auswirkung nach Exposition: allein die Erwartung negativer Folgen sorgt dafür, dass diese tatsächlich zu spüren sind

**Tabelle: Vor- und Nachteile von randomisierten kontrollierten Studien**
Vorteile	Nachteile
Störende Variablen sind gut kontrolliert	Kosten
Der zeitliche Zusammenhang ist gut etabliert	Studiengruppen sind nicht unbedingt ein Abbild der realen Welt.
Wenn sie verblindet ist, liefert sie starke Beweise für die Kausalität	Ethisch problematisch

randomisierte kontrollierte Studie — Darstellung eines Flussdiagrammes, das zeigt, wie eine definierte Population beim Aufbau einer randomisierten kontrollierten Studie durch Randomisierung in verschiedene Studiengruppen aufgeteilt wird. Die Randomisierung wird von den Untersuchenden durchgeführt, sodass die Teilnehmer nicht wählen können, welcher Gruppe sie angehören werden.
Bild von Lecturio.

**Tabelle: Unterschiede zwischen randomisierten kontrollierten Studien (RCTs) und Fall-Kontroll-Studien**
RCTs	Fall-Kontroll-Studien
Prospektiv	Retrospektiv/Prospektiv
Experimentelle Studie: Eine Intervention (Exposition) (z. B. eine Droge, ein Screening-Test) wird auf eine Gruppe angewandt und die Auswirkungen werden mit einer Kontrollgruppe verglichen.	Beobachtungsstudie: Eine Gruppe mit einer gemeinsamen Exposition wird ausgewählt und der Länge nach verfolgt, um die Entwicklung eines Ergebnisses (z. B. einer Krankheit, eines Zustands) zu verfolgen.
Die Probanden werden von den Untersuchenden vor der Exposition randomisiert.	Die Versuchspersonen bzw. die Krankenakten berichten über die Exposition.

Quasi-Experiment

Studien, bei der die Randomisierung und oft auch die Verblindung fehlen
Der Untersuchende entscheidet, wer in welche Gruppe eingeteilt wird.
Mangelnde interne Validität, aber hohe externe Validität

Natürliche Experimente

Ähnelt einem RCT aber die Zuteilung wird durch eine externe Kraft (z. B. eine Naturkatastrophe) bestimmt

Natürliches Experiment — Gezeigt ist die Verteilung der Studienpopulation in natürlichen Experimenten. Die Randomisierung wird nicht von den Untersuchenden, sondern von einer externen Kraft vorgenommen und ist anfällig für Verzerrungen.
Bild von Lecturio.

Ökologische Studie

Anstelle von Einzelpersonen sind ganze Populationen die Analyseeinheit .
Ökologischer Trugschluss: Assoziationen für Populationen können nicht auf Individuen übertragen werden.

Quellen

Hammill, B. G. (2013). Chapter 12: Observational study designs. In R. D. Lopes, & R. A. Harrington (Eds.), Understanding clinical research. New York, NY: The McGraw-Hill Companies. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=57836443
Dawson, B., & Trapp, R. G. (2004). Chapter 2: Study designs in medical research. Basic & clinical biostatistics, 4th ed. New York, NY: The McGraw-Hill Companies. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=2046062
Schnipper, J. L. (2017). Research in the hospital. In S. C. McKean, J. J. Ross, D. D. Dressler & D. B. Scheurer (Eds.), Principles and practice of hospital medicine, 2nd ed. New York, NY: McGraw-Hill Education. accessmedicine.mhmedical.com/content.aspx?aid=1137607526