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Estudios de Casos y controles
TEMA
EPIDEMIOLOGIA
ANALITICA

Diseños de investigación casos y controles
Sinónimos: estudios retrospectivos, casos y controles, casos y testigos, casos no casos.

Este tipo de diseño de investigación epidemiológica se inscribe dentro de la vertiente epidemiológica analítica, vale decir, plantean una hipótesis de estudio explícita que el investigador desea poner a prueba.

Se trata de un diseño observacional, pasivo en cuanto a la participación del investigador, el que ordena la información habiendo ya ocurrido los hechos que le dieron origen.

Se requiere previamente que se hayan cumplido los pasos propios de una investigación epidemiológica. Esto es; a la luz de los hallazgos de la descripción epidemiológica deberían haber surgido hipótesis de trabajo. Es posible también que un estudio descriptivo previo permita caracterizar adecuadamente el problema de acuerdo a las variables epidemiológicas clásicas (tiempo, lugar y persona).
La(s) hipótesis de trabajo debe ser claramente definida en las etapas tempranas del diseño del estudio.
Los estudio de casos y controles son de máxima utilidad para el estudio de enfermedades de baja frecuencia poblacional y entregan como medida epidemiológica específica un estimador de riesgo 1 , denominado odds ratio o razón de chances.

Estructura básica de los estudios de casos y controles
Este esquema analítico se inicia a partir de un grupo, denominado "casos", constituido por un grupo de sujetos (u otras entidades) caracterizados por presentar el desenlace, enfermedad o variable dependiente que se desea estudiar.
Se entiende que el carácter probatorio de esta condición debe ser de la máxima rigurosidad, utilizándose para tales efectos, diferentes métodos diagnósticos, que pueden ir desde mediciones de cierta simplicidad (peso, talla, presión arterial,), hasta sofisticados exámenes o tests diagnósticos.
El sujeto "caso" puede ser un individuo portador de una enfermedad o incluso una persona que haya fallecido por tal condición. Si se trata de sujetos fallecidos, se pueden utilizar como fuentes de información la mejor evidencia clínica o anatomo-patológica de la enfermedad en estudio.

Entre estos sujetos "casos" el investigador explora el antecedente de presencia (o exposición) en el pasado a una o más variables relacionadas con la variable dependiente en estudio.

Este diseño busca determinar la frecuencia de exposición a la(s) variable(s) independientes(s) entre individuos afectados, la que se comparará con similar frecuencia entre un grupo de individuos libres de la presencia de enfermedad, grupo que denominaremos "controles" (Figura 1)

Figura 1. Estructura básica de un estudio de casos y controles

La medición retrospectiva de la exposición expone a estos estudios a ocurrencia de sesgos de diferente naturaleza (Ver error y sesgo).

Si la variable independiente está relacionada con la enfermedad, esto podría evaluarse mediante la siguiente formulación de hipótesis:

H0: Tasa Exposición en casos = Tasa Exposición en controles
H1: Tasa Exposición en casos Tasa Exposición en controles

Relaciones de temporalidad entre las variables estudiadas
El sentido de la evaluación a la exposición entre los casos y los controles es retrospectivo 2 . Esto significa indagar entre los sujetos por el antecedente de exposición previo a la aparición del desenlace. El establecimiento de un orden cronológico entre la presencia de eventuales factores causales y desenlace pareciera ser intuitivamente sencillo mediante esta aproximación metodológica, sin embargo ello no es así.

En primer lugar, el conocimiento de las condiciones y características en las cuales se produjo la eventual exposición son habitualmente desconocidas por el investigador, dado que no ejerció ningún control o manipulación sobre la ocurrencia de las variables (estudio observacional).
No es posible, por tanto, aseverar categóricamente que la exposición en estudio precede realmente al efecto o desenlace estudiado, y, aún si esto fuera conocido, este hecho por sí sólo no necesariamente lo explicaría 3 .

Utilidad de los estudios de casos y controles
Algunas situaciones se prestan mejor que otras para ser estudiadas con esta metodología. Se ha hecho mención ya que estos estudios requieren de fundamento teórico que permita su sustentación como alternativas de investigación.
Entre las ventajas de estos estudios se alude con frecuencia a su simplicidad. Sin embargo un estudio de casos y controles puede alcanzar ribetes de alta complejidad dependiendo del problema estudiado y del grado de control que el investigador desee tener sobre las fuentes de error y sesgo que suelen amenazar estos diseños.
El análisis de un estudio de casos y controles es también un elemento de complejidad variable en el que se puede requerir de técnicas de cierta sofisticación para extraer el máximo de información.. El trabajo de terreno de estos estudios puede ser extremadamente difícil, particularmente por la dificultad de encontrar o seleccionar sujetos "control" adecuados para el estudio.

En términos generales, estos estudios son de utilidad en las siguientes circunstancias:

  • Estudio de enfermedades de baja frecuencia poblacional (tanto en términos de incidencia como prevalencia),
  • Cuando se requiere un estimador de riesgo como Riesgo Relativo riesgo previo al desarrollo de un estudio prospectivo,
  • Estudio de enfermedades con mas de un agente etiológico,
  • Evaluación de procedimientos o intervenciones de base poblacional (programas de screening, inmunizaciones),
  • Problemas de salud que requieren un abordaje relativamente rápido.

Identificación de casos y selección de controles
La definición de casos es esencial para todos los diseños de investigación epidemiológica pero lo es en particular para los estudios de casos y controles puesto que es éste su punto de partida.
Pueden ser identificados y seleccionados de series clínicas o de registros. Dichos registros facilitan la tarea del investigador en el sentido de reunir o concentrar a los sujetos en estudio y explican la tendencia observada de utilizar centros de atención de salud como fuente habitual de provisión de casos.

En oportunidades, sin embargo, puede existir dificultad para reunir el número mínimo de sujetos con determinada enfermedad 4 . El investigador debe incluir en el estudio sujetos que tengan la condición (evitando la ocurrencia de falsos positivos), considerando la fase y severidad de la enfermedad que los sujetos tienen al ingresar al estudio.

La inclusión de sujetos en diferentes etapas de la historia natural de la enfermedad aumenta la probabilidad incluir sujetos con grados de exposición heterogéneo exponiéndose a la ocurrencia de sesgo de selección.

Selección de los casos

  • Deben representar adecuadamente la historia natural de la enfermedad,
  • Idealmente, seleccionar todos los casos de una población determinada,
  • Todos los sujetos portadores de la enfermedad deben tener igual probabilidad de ser escogido.

Fuente de obtención de casos: se pueden utilizar diversos registros médicos, como ser:

  • Historias clínicas
  • Egresos hospitalarios
  • Estadísticas de morbilidad
  • Registros médicos especiales (cáncer, otras enfermedades crónicas)
  • Registros de sistemas de vigilancia epidemiológica
  • Certificados de defunción o equivalente

Pueden usarse otras fuentes cuando no hay registros disponibles y se conoce la existencia de casos en la comunidad. Tal fue el caso de un estudio de casos y controles destinado a establecer las eficacia de una nueva técnica diagnóstica en la detección de trastornos extrapiramidales asociado a alta exposición a manganeso en mineros del norte de Chile.
Ante la inexistencia de casos nuevos (incidentes) por las actuales medidas de control ambiental, los casos debieron ser rastreados en la comunidad en sujetos de avanzada edad aún vivos.
Ocasionalmente la enfermedad a estudiar tiene muy baja incidencia y sólo puede ser estudiada en cohortes 5 de individuos que deben ser identificadas en la comunidad.

En la literatura anglosajona, los estudios que utilizan casos obtenidos a partir de registros médicos de pacientes hospitalizados o relacionados con la internación de pacientes son conocidos como hospital-based studies y aquellos que identifican casos a partir de la población a estudiar se denominan population or community-based studies.

Casos prevalentes y casos incidentes
Los casos obtenidos a partir de registros habituales y que ya han sido detectados corresponden a los casos prevalentes pudiendo ser muy variable entre los enfermos el tiempo transcurrido entre el diagnóstico de la condición.
Alternativamente, los casos pueden ser obtenidos a partir de los nuevos casos que son detectados a partir del momento en que se inicia la investigación (casos incidentes).

Si se trabaja con casos prevalentes, debe tomarse en cuenta que los sujetos casos podrían haber modificado sus hábitos o estilos de vida, algunos de los cuales pueden ser importantes en términos de exposición generando sesgo (ej. Sujetos con cáncer de pulmón, en tratamiento, que dejan de fumar o cambian su lugar de residencia). En este caso, no debiera llamar la atención una muy baja tasa de tabaquismo actual en sujetos con cáncer del pulmón, producto de la modificación del hábito derivada del diagnóstico.

Selección de controles
Las condiciones generales mas relevantes para la selección de los controles son las siguientes:

  • Deben provenir de la misma población de la cual fueron seleccionados los casos,
  • Con la misma probabilidad de exposición que la de los sujetos casos,
  • Exposición comparable en relación con otros atributos generales de la población control (sexo, edad, por ejemplo),
  • Mas de un sujeto control puede ser escogido con relación a cada caso.

Un sujeto es elegible como control cuando ha tenido la misma probabilidad de exposición a la variable independiente en estudio que la experimentada por el caso, tanto en cantidad como en oportunidad. Por ejemplo, si se estudia la relación existente entre diabetes (variable dependiente) y embarazo (variable independiente), los sujetos controles (mujeres, no diabéticas), deben tener o haber tenido la misma probabilidad de embarazarse que las mujeres-casos.

Número de controles
Habitualmente un control es seleccionado por cada caso, definiendo una relación 1:1. Así, ambos grupos estarán constituidos por un número equivalente de individuos. Sin embargo, es posible incorporar un número mayor de controles por cada caso, lo que redunda en beneficios estadísticos (potencia) 6 . Sin embargo, la complejidad del estudio, su duración y su costo se ven incrementados por esta decisión si la relación casos- controles es 1:2, 1:3 o mayor. También puede darse el caso de encontrar relaciones del orden de 1:1,5 o 1:2 ,3 entre casos y controles.
También pueden utilizarse más de un tipo de controles, generando grupos de referencia representativos de diferentes poblaciones, lo que permite analizar gradientes de riesgo.

El investigador debe seleccionar basándose en estas premisas, un número mínimo de controles por cada caso, los que deben ser lo más parecidos en cuanto a compartir atributos comunes como sexo, edad, residencia o lugar geográfico de vida común o grupo étnico.


  1. Este indicador es un buen estimador del Riesgo Relativo, La mayor parte de los textos de epidemiología señalan que esta estimación es más precisa cuando el outcome o enfermedad estudiada es de "baja frecuencia" poblacional. Sin embargo no indican cual es el punto de corte adecuado. Como orientación es de utilidad considerar como de "baja frecuencia" eventos de frecuencia menor o igual a 20% en la población en estudio.
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  2. Retrospectivo : relativo a tiempo pasado. | Volver al texto |
  3. Para mayor comprensión de esta terminología revisar el concepto de Causalidad en epidemiología.
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  4. En estricto rigor, esta situación es de frecuente ocurrencia en estos estudios puesto que metodológicamente ellos tienen especial aplicación en el estudio de enfermedades o condiciones de baja frecuencia poblacional. | Volver al texto |
  5. Grupos que comparten características comunes, como ser, haber nacido en un mismo periodo o haber tenido exposición en un periodo de tiempo similar | Volver al texto |
  6. El incremento del número de controles aumenta la potencia del estudio.Una razón de 1 : 4 (4 controles por cada caso) produce la máxima ganancia en cuanto a potencia. (Ver: Epidemiological Reviews 1994 16(1) y Journal of Chronical Diseases 1976, 29:723-731). | Volver al texto |

Web Gabriel Rada. Revisado 2007 Tomás Merino

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OBJETIVOS DE LA LECTURA
1. Conocer la lógica de estos estudios.
2. Reconocer su estructura general
3. Usos de estos diseños
4. Atributos de casos y de controles
BREVES

1. El problema metodológico más serio de estos estudios es la ocurrencia de sesgo por olvido de la variable de exposición:

¿Verdadero o Falso?

2. Elija el mejor control en un estudio que evalúa el riesgo de trastornos de coagulación asociado al consumo de anticonceptivos orales en mujeres de edad fértil.
- A Mujer de 65 años sana, 2 hijos
- B Mujer, soltera, 23 años
- C Mujer, casada, con diagnóstico de esterilidad

CONCEPTOS CLAVES
1. Son estudios observacionales, analíticos
2. Su máxima utilidad es para el estudio de enfermedades de baja frecuencia.
3. Remedan la lógica de un experimento, invirtiendo el sentido de la observación.
4. Casos y controles deben tener atributos comunes