1. Basic concept of clinical study
Vuthiphan Vongmongkol
Weranuch Wongwatanakul

2. Basic science of public health
Epidemiology
Basic science of public health
“The study of the distribution and determinants of health-related states or events in specified population and the application of this study to control of health problems”
Last JM:A dictionary of Epidemiology,ed 2. New York,
Oxford University Press,1988
ระบาดวิทยามีความเป็นวิทยาศาสตร์ ได้รับการยกให้เป็น “ศาสตร์พื้นฐาน(basic science)” ของการสาธารณสุข มีระเบียบวิธีและข้อปฏิบัติที่รองรับความเป็นเหตุเป็นผล
ระบาดวิทยาคือการศึกษาเกี่ยวกับการกระจายและสาเหตุของการเกิดโรคใน ประชากร โดยมีจุดหมายเพื่อใช้ประโยชน์ในการควบคุมป้องกันโรค
Distribution (Prevalence, Incidence)
Determinants (Risk factors, Causes of diseases)
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

3. Research question in Epidemiology
Size of the problems
Prevalence of DM in the population
How many people don’t have adequate health care?
Association of the problems
Did the DM in this population related to education level?
Did those Whose do not have adequate health care relate to geographic region of residences?
การวัดขนาดของปัญหา หรือขนาดของโรค
การวัดความสัมพันธ์ระหว่าง “ปัจจัยที่ศึกษา” และ “โรค”
ความชุกของโรคเบาหวานในประชากร
มีจำนวนประชากรกี่คนที่ไม่ได้รับการบริการทางแพทย์ที่เหมาะสม
การเกิดโรคเบาหวานสัมพันธ์กับระดับการศึกษาหรือไม่?
ผู้ที่ไม่ได้รับบริการทางการแพทย์ที่เหมาะสมมีความสัมพันธ์กับ ท้องถิ่นที่อาศัยอยู่?
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

4. Measurements in Epidemiology
Size of the problems (Measuring the occurrence)
Prevalence
Incidence
Association of the Problems (Measuring the association)
Prevalence Rate Ratio ===> Cross-Sectional Study
Odds Ratio ===> Case-Control study
Relative Risk ===> Cohort study
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

5. Rate The central tool of Epidemiology is the comparison of RATES
อัตรา คือ การเปรียบเทียบจำนวนความถี่ของโรคหรือลักษณะบางอย่างต่อหน่วยประชากรที่ทำการสังเกตุ
- Mortality Rate
- Prevalence
- Incidence

6. Prevalence “The number of existing case of disease
at a particular point in time.”
ความชุก คือจำนวนของผู้ป่วยต่อหน่วยประชากรที่เฝ้าสังเกตในขณะเวลาใดเวลาหนึ่ง

7. There are two ways of measuring
Incidence (1)
There are two ways of measuring
Cumulative incidence
อุบัติการณ์ จำนวนผู้ป่วยใหม่ที่เกิดขึ้นต่อหน่วยประชาการที่เฝ้าสังเกตในช่วงระยะเวลาที่กำหนด

8. Measuring the incidence (2)
2) Incidence density or Incidence rate
Adding “Time Dimension” into the denominator
“Person-time”
person-month, person-year
1 person-year = Following 1 person for 1 year period
10 person-year = Following 1 person for 10 year period
or Following 10 persons for 1 year period
โดย 1 Person-time จะเท่ากับการสังเกต คน 1 คน นานเท่าห้วงเวลานั้น เช่น 10 Person-year ก็คือการสังเกตคนหนึ่งคนไปเป็นเวลา 10 ปี ซึ่งก็เท่ากับการสังเกตคน 10 คนในเวลา 1 ปีนั่นเอง การระบุอุบัติการแบบนี้จะละเอียดตรงกับความเป็นจริงที่เกิดมากขึ้นเพราะ การศึกษาให้ได้มาซึ่งอุบัติการแบบ ID นั้นไม่จำเป็นที่จะต้องมีสมมติฐานที่ว่าคนทุกคนได้รับการติดตามไปพร้อมๆ กันตั้งแต่ต้นจนจบ เหมือน CI หากแต่อนุญาตให้มีการหยุดการติดตามหรือออกจากการศึกษาไปได้ เพราะการคำนวณตัวหาร หรือ จำนวน Person-time ที่ได้มาจะคำนวณตามเวลาที่คนแต่ละคนได้รับการติดตาม
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

9. Measuring the incidence (3)
2) Incidence density or Incidence rate
If 100 subjects are followed for 1 year and 20 develop disease, the incidence density is
20 cases/ 100 person-years of observation
= 20/100 person-years

10. ความสัมพันธ์ระหว่างการสูบบุหรี่กับอุบัติการการเกิดอัมพาต ของประชากร 118,539 คนในเวลา 8 ปี
Smoking No. of stroke Person-years Incidence rate
of observation /100,000 person-years
Never ,
Ex-smoker ,
Smoker ,
Total ,
Cumulative incidence = / 118,539 = / 1,000

11. Classification of Clinical Study Design
Observation
(natural exposure)
Experiment
(exposure given by researcher)
Cross-sectional
Case control
Cohort
Randomized controlled trials

12. Ability to prove causation
Type of study
Ability to “prove” causation
Randomized controlled trials
Cohort studies
Case control studies
Cross-sectional studies
Strong
Moderate
Weak

13. Cohort Study !!!! We are dealing with “INCIDENCE”
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

14. Cohort Study (1)
The most powerful observational study for identifying an association between risk factors and a disease
The most time consuming
The most expensive
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

15. Cohort Study (2) Start with a group of people without the disease
Then divide people based on the basis of the exposure to a suspected risk factor
Follow the “whole group” for a period of time
Then assess the disease occurrence outcome
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

16. Lung Cancer Cigarette Cause Effect Disease Death Intermediate outcomes
- CD4+count
- Increased Creatinine
Cigarette
Exposure
Risk factor
Covariate
- Age
- Gender
- Income
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

17. Design of a cohort study
Exposed
Not Exposed
People without
The disease
Population
disease
no disease
Time
Direction of inquiry

18. “ The probability of disease incidence”
Risk
“ The probability of disease incidence”
Risk = number of cases of disease
number of people at risk

19. Relative Risk A B C D A+B C+D Smoke Not Smoke Relative Risk = A / A+B
CA Lung
No CA
Relative Risk = A / A+B
C / C+D

20. Interpretation of Relative Risk (RR)45
445 1
499
500
Smoke
Not Smoke
CA Lung
No CA
Incidence of smoker who develop Lung Cancer = 45/500
Incidence of Non-smoker who develop Lung Cancer = 1/500
Relative Risk of smoking for Lung Cancer = 45/500 = 45
1/500
“Those who smoked were 45 times more likely to
develop lung cancer than those who did not smoke”
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

21. Design of case-control study
Exposed
Cases
(People with
disease)
Not Exposed
Population
Exposed
Not Exposed
Controls
(People without
disease)
Time
Direction of inquiry

22. Case-control VS Cohort
Cause
Effect
Factors
Disease
Case-Control
Factors
Disease
Cohort
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

23. Case-Control Study Strengths
Uniquely suited to diseases with long incubation periods
More efficient in terms of time and money
Good for study of rare disease
Can look at multiple exposures for a single disease
Case-control studies usually require much smaller sample sizes than do equivalent cohort studies
Case-control studies are generally able to evaluate confounding and interaction rather more precisely for the same overall sample size than are cohort studies.
*Janit Kaewkungwal
Faculty of Tropical Medicine
Mahidol University

24. Case-Control Study Limitation
Inefficient for evaluation of rare exposures
Cannot directly compute incidence rates of disease
Temporal relationship between E and D may be hard to establish. Case-control studies often do not involve a time sequence, and so are limited in their ability to demonstrate causality.
Particularly prone to bias (selection and recall in particular)
Being identified as a case might reflect survival rather than morbidity.
Case-control studies can investigate only one disease outcome.
May be confounded by unknown exposures
Appropriate control group often difficult to find
*Janit Kaewkungwal
Faculty of Tropical Medicine
Mahidol University

25. Odds
“The number of times the outcome occurs relative to the number of times its does not.”
Odds = number of cases of disease
number of non-cases of disease

26. Odds Ratio Disease a b c d c+d a+c b+d N a+b smoke Exposure Not smoke
CA lung
(case)
No CA
(control) a b c d
c+d
a+c
b+d N
a+b
smoke
Exposure
Not smoke
Odds of exposure if case = [a/(a+c)] / [c/(a+c)] = a/c
Odds of exposure if control = [b/(b+d)] / [d/(b+d)] = b/d
OR = Odds of exposure if case = a/c
Odds of exposure if control b/d

27. Relative risk VS Odds ratio (1)
If disease is rare
relative risk  Odds ratio
Cohort study
Cases
Non-cases
Total
Exposed
75 (a)
9,925 (b)
10,000 (a+b)
Unexposed
25 (c)
9,975 (d)
10,000 (c+d)
100
19900
20,000
Relative Risk = A / A+B = 0.75%/0.25% = 3.0
C / C+D

28. Relative risk VS Odds ratio (2)
Case-control study
Cases
Controls
Exposed 75 50
Unexposed 25
Odds ratio = 75X50 = 3.0
25x50
relative risk  Odds ratio

29. Cross-sectional studies
Measure the prevalence of disease and often called prevalence studies
The easiest step to find an association (Factor & Disease) by comparing exposed and non-exposed population
Assess both EXPOSURE and DISEASE at the SAME TIME (simultaneously)
Analyze results from a survey
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

30. Design of a Cross-sectional study
+Exposure +Disease
Gather data on
Exposure and
disease
(simultaneously)
+Exposure -Disease
Defined
population
-Exposure +Disease
-Exposure -Disease

31. Prevalence Rate Ratio
Estimate the “Relative Risk” from a cross-sectional study
Prevalence Rate Ratio = 10% / 5%
= 2
“Those who had high cholesterol were 2 times more likely to develop HT than those who did not”
*Ram Ragsin, MD MPH DrPH
Department of Military & Community Medicine
Phramongkutklao College of Medicine

32. Thank you