Volume 42 Number 1
Study designs in wound care
John Stephenson
Keywords sampling, Experimental study design, non-experimental study design, variables, analysis
For referencing Stephenson J. Study designs in wound care. WCET® Journal 2022;42(1):12-15
DOI
https://doi.org/10.33235/wcet.42.1.12-15
Submitted February 2022
Accepted March 2022
Abstract
A common issue in all types of research, including studies involving wound care, is deciding on the most appropriate and effective study design in order to facilitate collation of optimal levels of evidence and therefore promote best research practice. The two main types of study design – experimental and non-experimental – are outlined here, and examples of their different methodologies are discussed in more detail, with particular reference to wound care research.
Introduction
Clinical research in wound care has a shorter history than other medical disciplines, and faces specific challenges. Patients will often present with multiple and complex wounds which may require highly visible interventions, treated by different staff members over extended periods of time. An issue facing many researchers in wound care is the appropriate design of a quantitative study to answer a particular research question of interest. Design-related decisions need to be taken at an early stage of the process; however, all too often, research design becomes an afterthought, taken after data has been collected, and possibly determined solely by the statistician given the job of analysing the data, without any clinical input at all. In this editorial, the main types of research design available to wound care researchers will be covered, alongside some of the key issues that need to be considered in the design of an effective wound care study.
Experimental study designs
Parallel trials
The first decision that may need to be made is whether to adopt an experimental or non-experimental design. An experimental design is one in which the researchers manipulate participants by assigning them to groups, either to one or more intervention groups or to a control treatment, usually standard care. The classic experimental study is the parallel randomised controlled trial (RCT) in which allocation to treatment groups is made on the basis of some randomisation method, and each participant receives one (and only one) of the treatments being compared. Outcomes are compared across groups using a statistical method based on considerations such as number of groups to be compared, distribution and type of data size of sample and so on.
This form of study design is known to provide high levels of evidence, but is relatively rare in wound care, possibly because of the complexity of typical treatments. Taheri et al.1 conducted a parallel RCT to assess the effect of olive cream on pain severity and healing of C-section wounds, finding pain severity and wound healing were both reduced by the use of olive cream compared to both a placebo group and a control group receiving standard care (p<0.05 in both cases).
The main outcomes in the Taheri study were assessed at one specific timepoint. A variant on this design is the follow-up parallel RCT, in which measurements are made on groups at baseline and at some post-implementation point, with change scores computed for all participants and compared across groups. This design is often adopted when a significant time component is envisaged and there is some reason to expect that time-related changes may occur in participants receiving standard care in the control group, as well as in participants receiving the intervention. This approach was adopted by Gould et al.2 who assessed the impact of a processed microvascular tissue (PMVT) allograft on wound closure and healing in an RCT of patients with chronic neuropathic diabetic foot ulcerations. Outcomes included changes in wound area from baseline to 12 weeks – the researchers found significantly greater reductions in the PVMT group than in a control group (p<0.001).
Crossover trials
Although the majority of RCTs, whether comparing post-treatment outcomes or changes from baseline, are parallel, in some circumstances a crossover design may be utilised. In these trials, all participants receive both treatments (in a random order) and analysis is made on the basis of within-participant comparisons. Khadra et al.3 used a crossover design to examine the effect of a water-friendly projector-based hybrid virtual reality (VR) dome environment combined with standard pharmacological treatment on pain in young children undergoing burn wound care in hydrotherapy. In this trial, all children received both treatments (hybrid VR and standard care) in a random order. The researchers found that hybrid VR significantly reduced procedural pain levels (p=0.026) and significantly increased patients’ comfort levels (p=0.002). Crossover trials, however, are generally only suitable for treatments which temporarily alleviate symptoms, and in which the response time is not prolonged. They also require a washout period between the administration of each treatment to allow any residual effects of the first treatment to dissipate before the second treatment is applied. These and other constraints mean that crossover trials make up only a small proportion of all RCTs in wound care and other clinical fields.
Cluster trials
Some researchers in wound care collect data from multiple clinics or hospitals. In many cases, it is not practical to assign different treatments to different patients within the same institution, for example, due to staffing constraints or if a risk of contamination of treatments (i.e. when interaction between trial participants causes some participants to receive features of a treatment to which they were not assigned) is perceived. In such cases a cluster randomised design is appropriate, in which all participants in a single institution are randomised to receive the same treatment. Carville et al.4 conducted a cluster RCT to evaluate the effectiveness of a twice-daily moisturising regimen as compared to ‘usual’ skin care for reducing skin tear incidence in which 980 participants were drawn from 14 facilities but where randomisation occurred at the facility level, rather than the individual level. This study found a reduction in incidence of about 50% under the moisturising regime.
One common problem with cluster randomisation is recruitment bias, the tendency of patients recruited at one cluster to be different from patients recruited at another cluster. Carville et al.4 mitigated this effect in their study by creating seven pairs of institutions from the 14 included in the study, matched on size and type of care provided. One institution in each pair was allocated to the control treatment, and one to the new regimen.
Non-experimental study designs
Quasi-experimental studies
Although RCTs are recognised as providing very high levels of evidence, their appearance in the field of wound care is relatively rare. Other common research designs in wound care are the quasi-experimental study and the observational study. Ousey et al.5 conducted a quasi-experimental study to compare quality of life (QoL) experienced by patients undergoing negative-pressure wound therapy (NPWT) as part of their wound care treatment compared to patients receiving standard wound care, finding no significant effect of therapy on QoL (p=0.317). In this study, patients were assigned to groups depending on whether or not they were already receiving NPWT, rather than by random allocation as would be the case in an RCT. Quasi-experiments are generally cheaper and less time-consuming to conduct than RCTs, and casting a study as a quasi-experiment may allow a better test of effectiveness (rather than efficacy) than would be obtained from a corresponding RCT. Hence, quasi-experiments can show good external validity. However, the non-randomised design of the quasi-experiment can lead to an overstatement of any effect sizes that may be determined, and the design lacks the level of internal validity that may be obtained from an RCT.
Cohort studies
Probably more common than RCTs in wound care are observational studies in which researchers simply observe participants in self-selecting groups without attempting to assign them to treatments. Observational studies are generally considered to provide lower levels of evidence than experimental or quasi-experimental studies due to possible confounding bias; however, a well-constructed observational study may provide high levels of research evidence. The cohort study is probably the most familiar type of observational study. This can take the form of a grouped analysis where the effects of, for example, gender, or the presence of a particular co-morbidity on some outcome can be assessed; it is not possible to randomise patients to take male or female gender, or to have or not have a certain co-morbidity. Guest et al.6 assessed 6-month clinical outcomes, including wound healing, in a cohort study comparing patients with venous leg ulcers treated with either a two-layer cohesive compression bandage (TLCCB) or two-layer or four-layer compression systems, finding higher rates of healing in the TLCCB group (p=0.006). However, many cohort studies in wound care are not primarily concerned with comparisons across groups and may simply report, for example, prevalence values in a single group. In a cohort study of atypical pressure ulcers (APUs), Jaul7 calculated APU prevalence in patients with pre-existing pressure injuries, finding 21% prevalence over approximately a 3-year period.
Case-control studies
Another common observational study design is the case-control study. This is a retrospective design in which exposure factors are compared in cases (those with the condition of interest) and controls. The case-control study design is a good choice when the condition of interest is rare, or where the researcher has limited time to collect data, as generally extant patient data records are used as the data source. This can help to control for the unwanted effects that may be introduced by imbalances in the characteristics of cases and controls. Lewin et al.8 used a case-control design to identify risk factors associated with the development of skin tears in 453 patients analysing two controls for each case and identifying several risk factors. Such a design involves careful consideration for case eligibility to avoid skewing the case-control relationship if, as is often the situation, there are more records of potential cases available than can be usefully included. As for certain other types of study design, many case-control studies use a matching process in which each case is matched to one or more controls on the basis of key demographics, typically age and sex, and possibly other health-related factors.
Single sample studies
One of the simplest, and possibly the most common study design in wound care, is the single sample study in which changes in patient outcomes between two timepoints are analysed – normally baseline and some follow-up measure taken post-intervention. This can be considered to be a specific type of cohort study, but is more commonly referred to as a ‘pre-post’ or ‘paired’ study design although, despite its name, it involves only a single group of patients – the word ‘paired’ arises from the fact that each participant typically provides a pair of values for analysis. In a pre-post study, participants act as their own controls. This makes this design an attractive option to researchers who may experience difficulties in recruiting enough patients for an RCT or grouped cohort study, where a minimum of two distinct groups of participants are needed for analysis. Another advantage of the pre-post design is that having participants act as their own controls usually reduces between-group differences, as the baseline and post-intervention groups are physically the same people, generally leading to higher statistical power. Using the pre-post variant of the paired design, Gethin et al.9 analysed changes in surface pH and size of 20 non-healing ulcers following application of Manuka honey dressing after 2 weeks, finding that use of the honey dressings was associated with a statistically significant decrease in wound pH (p<0.001) and reduction in wound size from baseline (p=0.012).
The pre-post design can also, in principle, be extended to include multiple assessment points such as follow-up measures taken some time after active treatment is ended to assess long-term effects. In such studies, sometimes referred to as longitudinal studies, it may be necessary to specify the time at which the primary comparison of interest is to be made – for example, the change from baseline to the end of active treatment – with other comparisons considered to be secondary measures. Any longitudinal study is subject to attrition, and excessive loss can potentially compromise both internal and external validity. Careful thought needs to be given to the treatment of missing data arising from longitudinal studies, with the problem likely to become increasingly profound with each subsequent timepoint.
Simple pre-post designs are popular with wound care researchers, but the design is not without its problems. In certain contexts, some pre-post changes in addition to the introduction of the intervention may be expected, particularly in studies with long follow-up periods. Participants may change their habits while under treatment – they may take up exercise, start or stop smoking, develop a co-morbidity, or experience a bereavement or some other event that may have some bearing on their response to the intervention. This lack of internal validity can be problematic; it is not generally possible to know how much (if any) of the recorded pre-post changes’ outcome can be ascribed to the treatment given, rather to these, often unknown, factors. Another issue is the effect of regression to the mean. This is a statistical phenomenon that can make natural variation in repeated data look like real change. As people who sign up for clinical studies are rarely typical of the population they purport to represent – they are usually sicker – any improvement observed between pre-treatment and post-treatment observations could have happened anyway without treatment.
The reason that these issues can be a problem in the pre-post design arises from the lack of a control group in this design. In an RCT, while the effects may still exist, there is not normally a reason to expect them to be manifest in one study group any more than in the other group, if the randomisation process has done its job properly; hence, the factors should cancel out.
General design issues
Random allocation
Any kind of randomised study requires an appropriate random allocation method. Simple randomisation (for example, by a coin toss or computer-generated random numbering) maximises allocation concealment (the undesired effect whereby the allocation of some participants is known in advance) but may lead by chance to large imbalances in group sizes, lowering study power. A common alternative is block randomisation as was used in the study by Taheri et al.1. This method is normally accomplished via the opaque sealed envelope mechanism, and involves allocating participants to groups in small ‘blocks’ with equal numbers allocated to each group in every block. This facilitates recruitment to groups at approximately equal rates, and is good option if there is a concern that recruitment may have to be halted early. Block randomisation can be combined with cluster randomisation – as was the case in the study of Carville et al.4 – or with some other method such as stratified randomisation in which randomisation schemes are conducted concurrently in subgroups defined by some key characteristic if it is thought necessary to ensure that groups are well balanced by that characteristic.
Blinding
If participants and/or assessors in a clinical trial are aware of treatment allocation, assessment bias may be introduced. This is particularly associated with subjective patient-reported responses such as pain or quality of life. Hence, where possible, researchers should consider masking treatment received from participants. However, wound care researchers have a particular problem with blinding. Most wound care studies are open label – the nature of the field is such that it is not usually possible to blind participants to the treatment they receive, for example, by performing a sham procedure. But even if masking of treatment from patients or assessors cannot be accomplished, researchers may consider conducting single-blinded studies in which group allocations are masked from the data analyst.
Units of analysis
In most medical studies, whether experimental or observational, researchers usually collect data, and are interested in the outcome at the level of the individual patient. However, some context in wound care allows for different units of observation. Barakat-Johnson et al.10 assessed the efficacy of a heel offloading boot in reducing heel pressure injuries in intensive care patients, in which the unit of analysis was the heel rather than the patient. While this approach, which could equally well be applied other anatomical sites such as the shin, arm etc., leads to a doubling of the sample size without further patient recruitment, care is needed in the analysis to account for the likely commonalities that will arise from the analysis of multiple anatomical sites within the same patient.
Variables
The primary endpoint, or outcome, of a study should be the one with the potential to most accurately demonstrate any benefit of a new treatment. Additional outcomes, designated as secondary outcomes, may also be defined. Typical endpoints in wound care studies are complete wound closure, percentage reduction in wound size, time to wound healing, wound leakage, reduction in sloughy tissue, pain, quality of life and cost-effectiveness of treatment. The key prognostic variable in most studies is usually treatment status; additional controlling variables such as age, sex, co-morbidities, medications, and length, type and duration of pre-existing wounds may also be recorded. Recording of such variables is critical for non-experimental studies in particular; in a well-conducted RCT, the randomisation process is usually effective in eliminating group imbalances at baseline, leaving the treatment status as the only systematic difference across groups. For a quantitative design, all variables should be measured on numerical scale, or comprise ordered or unordered categories; appropriate statistical methods can be utilised to analyse all combinations of variable types.
Sampling
The majority of wound care studies, in common with other clinical studies, use convenience (non-random) samples as random sampling methods are rarely practical. However, care should be taken to ensure that the sample characteristics represent the parent population in terms of key prognostic indicators, possibly with the use of quotas. The choice of a sample size, based on whatever units of analysis are appropriate, is critical for all study designs, particularly those that involve direct patient participation, and will generally involve a formal sample size calculation to be conducted. Such calculations require estimates of effect which are not always easy to determine, particularly in the trial of novel treatments, and a pilot study may be needed to provide the required estimates. It is not ethical to recruit patients to a study that is unlikely to be able to answer its own research question because the study sample is too small. As for all clinical studies, wound care studies require appropriate ethical approvals to be met.
Summary
Effective research in wound care requires careful selection of an appropriate design. Rigorous design options such as the RCT require additional consideration of issues such as random allocation and blinding; simpler designs, such as the single sample pre-post design, can also be effectively utilised to provide good levels of evidence. All designs require consideration of the unit of analysis, variables to be measured, sampling issues and ethics.
Desenhos de estudo no tratamento de feridas
John Stephenson
DOI: https://doi.org/10.33235/wcet.42.1.12-15
Sumário
Uma questão comum em todos os tipos de investigação, incluindo estudos que envolvam cuidados com feridas, consiste em decidir sobre a concepção mais apropriada e eficaz do estudo, a fim de facilitar a recolha de níveis óptimos de provas e, por conseguinte, promover as melhores práticas de investigação. Os dois principais tipos de concepção de estudo - experimental e não experimental - são aqui delineados e os exemplos das suas diferentes metodologias são discutidos com mais detalhe, com particular referência à investigação sobre cuidados com feridas.
Introdução
A investigação clínica no tratamento de feridas tem uma história mais curta do que outras disciplinas médicas e enfrenta desafios específicos. Os pacientes apresentarão frequentemente feridas múltiplas e complexas que podem exigir intervenções altamente visíveis, tratadas por diferentes membros do pessoal durante longos períodos de tempo. Uma questão que muitos investigadores enfrentam no tratamento de feridas reside na concepção adequada de um estudo quantitativo para responder a uma questão de investigação específica de interesse. As decisões relacionadas com a concepção têm de ser tomadas numa fase inicial do processo; contudo, demasiadas vezes, a concepção da investigação torna-se um pensamento posterior, tomado após a recolha de dados e possivelmente determinado unicamente pelo estatístico encarregado de analisar os dados, sem qualquer contributo clínico. Neste editorial, serão abordados os principais tipos de concepção de investigação disponíveis para os investigadores de cuidados com feridas, juntamente com algumas das questões-chave que precisam de ser consideradas na concepção de um estudo eficaz sobre cuidados com feridas.
Desenhos de estudos experimentais
Ensaios paralelos
A primeira decisão que pode ter de ser tomada é se se deve adoptar um desenho experimental ou um desenho não experimental. Um desenho experimental é aquele em que os investigadores manipulam os participantes atribuindo-os a grupos, quer a um ou mais grupos de intervenção, quer a um tratamento de controlo, normalmente de cuidados padrão. O estudo experimental clássico consiste num ensaio aleatório controlado paralelo (RCT) no qual a atribuição a grupos de tratamento é feita com base em algum método aleatório, através do qual cada participante recebe um (e apenas um) dos tratamentos que estão a ser comparados. Os resultados são comparados entre grupos utilizando um método estatístico baseado em considerações como o número de grupos a serem comparados, distribuição e tipo de dados, tamanho da amostra e assim por diante.
Esta forma de concepção do estudo é conhecida por fornecer níveis elevados de provas, mas é relativamente rara no tratamento de feridas, possivelmente devido à complexidade dos tratamentos típicos. Taheri et al.1 conduziram um RCT paralelo para avaliar o efeito do creme de azeitona na gravidade da dor e cicatrização de feridas de secção C, detectando que a gravidade da dor e a cicatrização de feridas foram ambas reduzidas pela utilização de creme de azeitona em comparação tanto com um grupo placebo como com um grupo de controlo que recebe cuidados padrão (p<0,05 em ambos os casos).
Os principais resultados do estudo de Taheri foram avaliados num ponto temporal específico. Uma variante deste desenho é o RCT paralelo de seguimento, no qual são feitas medições em grupos na linha de base e em algum ponto do pós-implementação, com pontuações de mudança calculadas para todos os participantes e comparadas entre grupos. Esta concepção é frequentemente adoptada quando se prevê uma componente temporal significativa e existe alguma razão para esperar que possam ocorrer alterações relacionadas com o tempo nos participantes que recebem cuidados padrão no grupo de controlo, bem como nos participantes que recebem a intervenção. Esta abordagem foi adoptada por Gould et al.2 os quais avaliaram o impacto de um aloenxerto de tecido microvascular processado (PMVT) no encerramento e cicatrização de uma TCR de pacientes com ulcerações crónicas do pé diabético. Os resultados incluíram alterações na área da ferida da linha de base para 12 semanas - os investigadores encontraram reduções significativamente mais amplas no grupo PVMT do que num grupo de controlo (p<0,001).
Ensaios Cruzados
Embora a maioria dos RCT, quer comparando resultados pós-tratamento quer alterações em relação à linha de base sejam paralelos, em algumas circunstâncias pode ser utilizado um desenho cruzado. Nestes ensaios, todos os participantes recebem ambos os tratamentos (numa ordem aleatória) e as análises são efectuadas com base em comparações entre os participantes. Khadra et al.3 utilizaram um desenho cruzado para examinar o efeito com base mum projector compatível com água em um ambiente de cúpula de realidade virtual híbrida (VR), combinado com tratamento farmacológico padrão sobre a dor em crianças pequenas submetidas a tratamento de feridas de queimaduras em hidroterapia. Neste ensaio, todas as crianças receberam ambos os tratamentos (VR híbrido e cuidados padrão) numa ordem aleatória. Os investigadores descobriram que a VR híbrida reduziu significativamente os níveis de dor do procedimento (p=0,026) e que aumentou significativamente os níveis de conforto dos pacientes (p=0,002). Os ensaios cruzados são contudo geralmente apenas adequados para tratamentos que aliviam temporariamente os sintomas e nos quais o tempo de resposta não é prolongado. Também requerem um período de interregno entre a administração de cada tratamento para permitir que quaisquer efeitos residuais do primeiro tratamento se dissipem antes de o segundo tratamento ser aplicado. Estas e outras restrições significam que os ensaios cruzados constituem apenas uma pequena proporção de todos os RCTs no tratamento de feridas e de outros campos clínicos.
Ensaios de grupo
Alguns investigadores no tratamento de feridas recolhem dados de múltiplas clínicas ou hospitais. Em muitas ocasiões, não é prático atribuir tratamentos diferentes a pacientes diferentes dentro da mesma instituição, por exemplo, devido a restrições de pessoal ou se for percebido um risco de contaminação dos tratamentos (isto é, quando a interacção entre os participantes do ensaio faz com que alguns participantes recebam características de um tratamento ao qual não foram atribuídos). Nestes casos, é apropriado um desenho aleatório de grupo, em que todos os participantes numa única instituição são aleatorizados para receber o mesmo tratamento. Carville et al.4 conduziram um RCT de grupo para avaliar a eficácia de um regime de hidratação aplicado duas vezes por dia em comparação com os cuidados de pele "habituais" para reduzir a incidência de lágrimas na pele em que 980 participantes foram seleccionados a partir de 14 instalações, mas onde a aleatorização ocorreu a nível da instalação e não a um nível individual. Este estudo encontrou uma redução na incidência de cerca de 50% sob o regime de hidratação.
Um problema comum com a aleatorização de grupos reside no enviesamento do recrutamento, a tendência dos pacientes recrutados num grupo para serem diferentes dos pacientes recrutados num outro grupo. Carville et al.4 mitigaram este efeito no seu estudo criando sete pares de instituições de entre as 14 incluídas no estudo, combinados em tamanho e tipo de cuidados prestados. Uma instituição em cada par foi atribuída ao tratamento de controlo e a outra ao novo regime.
Desenhos de estudos não experimentais
Estudos quase experimentais
Embora os RCTs sejam reconhecidos como fornecendo níveis muito elevados de provas, o seu aparecimento no campo dos cuidados com feridas é relativamente raro. Outros projectos de investigação comuns no tratamento de feridas são o estudo quase experimental e o estudo observacional. Ousey et al.5 realizaram um estudo quase experimental para comparar a qualidade de vida (QoL) experimentada por pacientes submetidos a terapia de feridas por pressão negativa (NPWT) como parte do seu tratamento de feridas em comparação com pacientes que recebem tratamento padrão de feridas, não encontrando nenhum efeito significativo da terapia na QoL (p=0,317). Neste estudo, os pacientes foram atribuídos a grupos dependendo de já estarem ou não a receber o NPWT, em vez de por atribuição aleatória como seria o caso de um RCT. Os quase-experimentais são geralmente mais baratos e menos demorados do que os RCT e a realização de um estudo como quase-experimental pode permitir um melhor teste de eficiência (em vez de eficácia) daquele que seria obtido a partir de um RCT correspondente. Assim, os quase-experimentais podem mostrar uma boa validade externa. Contudo, o desenho não aleatório do quase-experimental pode levar a uma sobreavaliação de quaisquer dimensões de efeito que possam ser determinada, e o desenho carece do nível de validade interna que pode ser obtido a partir de um RCT.
Estudos de coorte
Provavelmente mais comuns do que os RCT no tratamento de feridas são estudos observacionais nos quais os investigadores simplesmente observam os participantes em grupos auto-seleccionados, sem tentar afectá-los a tratamentos. Os estudos observacionais são geralmente considerados como fornecendo níveis mais baixos de evidência do que os estudos experimentais ou quase experimentais devido a um possível enviesamento desordenado; contudo, um estudo observacional bem construído pode fornecer níveis elevados de evidência de investigação. O estudo de coorte é provavelmente o tipo de estudo observacional mais familiar. Isto pode tomar a forma de uma análise agrupada onde os efeitos de, por exemplo, o género ou a presença de uma determinada comorbilidade em algum resultado podem ser avaliados; não é possível aleatorizar os pacientes para seleccionar o género masculino ou feminino, assim como ter ou não ter uma certa comorbilidade. Et al.6 avaliaram resultados clínicos de 6 meses, incluindo a cicatrização de feridas, num estudo de coorte comparando pacientes com úlceras venosas das pernas tratados com uma ligadura de compressão coesiva de duas camadas (TLCCB) ou sistemas de compressão de duas ou quatro camadas, encontrando taxas mais elevadas de cicatrização no grupo TLCCB (p=0,006). No entanto, muitos estudos de coorte em tratamento de feridas não se preocupam principalmente com comparações entre grupos e podem simplesmente relatar, por exemplo, valores de prevalência num único grupo. Num estudo de coorte de úlceras de pressão atípicas (APU), Jaul7 calculou a prevalência de APU em pacientes com lesões por pressão pré-existentes, encontrando uma prevalência de 21% durante aproximadamente um período de 3 anos.
Estudos de controle de caso
Outro estudo comum de observação é o estudo de controle de caso. Trata-se de uma concepção retrospectiva em que os factores de exposição são comparados em casos (aqueles com a condição de interesse) e em controlos. A concepção do estudo de controle de caso é uma boa escolha quando a condição de interesse é rara, ou quando o investigador tem pouco tempo disponível para recolher dados, uma vez que geralmente são utilizados como fonte de dados os registos de dados de pacientes existentes. Isto pode ajudar a controlar os efeitos indesejáveis que podem ser introduzidos por desequilíbrios nas características dos casos e dos controlos. Lewin et al.8 utilizaram um desenho de caso-controlo para identificar factores de risco associados ao desenvolvimento de lacerações cutâneas em 453 pacientes, analisando dois controlos para cada caso e identificando vários factores de risco. Tal concepção envolve uma cuidadosa consideração da elegibilidade dos casos para evitar distorcer a relação caso-controlo se, como é frequentemente o caso, houver mais registos de casos potenciais disponíveis do que os que podem ser incluídos de forma útil. Quanto a certos outros tipos de concepção de estudos, muitos estudos de controle de caso utilizam um processo de correspondência em que cada caso é combinado com um ou mais controlos com base na demografia chave, tipicamente idade e sexo e possivelmente outros factores relacionados com a saúde.
Estudos de amostra única
Um dos estudos mais simples e possivelmente o mais comum no tratamento de feridas, é o estudo de amostra única em que são analisadas as alterações nos resultados dos pacientes entre dois pontos temporais - normalmente linha de base e alguma medida de seguimento tomada no pós-intervenção. Isto pode ser considerado como um tipo específico de estudo de coorte, mas é mais comummente referido como um desenho de estudo 'pré-pós' ou 'emparelhado' embora, apesar do seu nome, envolva apenas um único grupo de pacientes - a palavra 'emparelhado' surge do facto de cada participante fornecer tipicamente um par de valores para análise. Num estudo pré-pós, os participantes actuam como seus próprios controlos. Isto torna esta concepção uma opção atractiva para os investigadores que podem ter dificuldades em recrutar um número suficiente de pacientes para um RCT ou estudo de coorte agrupado, no qual para a análise são necessários no mínimo dois grupos distintos de participantes. Outra vantagem do desenho pré-pós resulta do facto de que ao ter participantes a agir como seus próprios controlos geralmente reduzem-se as diferenças entre grupos, uma vez que os grupos de base e pós-intervenção são fisicamente as mesmas pessoas, levando geralmente a um maior poder estatístico. Utilizando a variante pré-pós do desenho emparelhado, Gethin et al.9 analisaram alterações no pH da superfície e tamanho de 20 úlceras não cicatrizantes depois da aplicação do penso de mel de Manuka e após 2 semanas, descobrindo que a utilização dos pensos de mel estava associada a uma diminuição estatisticamente significativa do pH da ferida (p<0,001) e redução do tamanho da ferida a partir da linha de base (p=0,012).
A concepção pré-pós pode, em princípio, ser também alargada para incluir múltiplos pontos de avaliação, tais como sejam medidas de seguimento tomadas algum tempo após o término do tratamento ativo de forma a avaliar os efeitos a longo prazo. Em tais estudos, por vezes referidos como estudos longitudinais, pode revelar-se necessário especificar o momento em que a comparação primária de interesse deve ser efectuada - por exemplo, a mudança da linha de base para o fim do tratamento ativo - com outras comparações consideradas como medidas secundárias. Qualquer estudo longitudinal está sujeito a desgaste e a perda excessiva pode potencialmente comprometer a validade interna e externa. É necessário reflectir cuidadosamente sobre o tratamento dos dados em falta resultantes de estudos longitudinais, existindo a probabilidade de que o problema se torne cada vez mais profundo com cada ponto temporal subsequente.
Desenhos pré-pós simples são populares entre os investigadores de tratamento de feridas, mas o desenho não está isento de problemas. Em certos contextos, podem esperar-se algumas mudanças pré-pós para além da introdução da intervenção, particularmente em estudos com longos períodos de seguimento. Os participantes podem mudar os seus hábitos durante o tratamento - podem fazer exercício, começar ou parar de fumar, desenvolver uma comorbilidade, ou ainda experimentar um luto ou algum outro evento que possa ter alguma influência na sua resposta à intervenção. Esta falta de validade interna pode ser problemática; não é geralmente possível saber quanto (caso exista) do resultado das alterações pré-pós registadas pode ser atribuído ao tratamento dado e não a estes factores, muitas vezes desconhecidos. Outra questão é o efeito da regressão à média. Este é um fenómeno estatístico que pode fazer com que a variação natural dos dados repetidos se pareça com uma mudança real. Como as pessoas que se inscrevem em estudos clínicos raramente são típicas da população que pretendem representar - estão geralmente mais doentes - qualquer melhoria observada entre observações pré-tratamento e pós-tratamento poderia ter acontecido de qualquer forma sem tratamento.
A razão pela qual estas questões podem ser um problema no desenho pré-pós surge da falta neste desenho de um grupo de controlo. Num RCT, embora os efeitos ainda possam existir, não há normalmente razão para esperar que se manifestem num grupo de estudo mais do que num outro grupo, se o processo de aleatorização tiver efectuado o seu trabalho correctamente; por conseguinte, os factores devem ser cancelados.
Questões gerais de design
Atribuição aleatória
Qualquer tipo de estudo aleatório requer um método apropriado de atribuição aleatória. A simples aleatorização (por exemplo, através de um lançamento de moeda ao ar ou por numeração aleatória gerada por um computador) maximiza a ocultação da atribuição (o efeito indesejável pelo qual a atribuição de alguns participantes é conhecida antecipadamente) mas pode levar por casualidade a grandes desequilíbrios no tamanho do grupo, diminuindo o poder do estudo. Uma alternativa comum é a aleatorização em bloco, tal como foi utilizada no estudo de Taheri et al.1. Este método é normalmente realizado através do mecanismo de envelope opaco fechado e envolve a atribuição de participantes a grupos em pequenos 'blocos' com números iguais atribuídos a cada grupo em cada bloco. Isto facilita o recrutamento para grupos a taxas aproximadamente iguais e é uma boa opção se existir a preocupação de que o recrutamento possa ter de ser interrompido mais cedo. A aleatorização em bloco pode ser combinada com a aleatorização em grupo - como foi o caso no estudo de Carville et al.4 - ou com algum outro método, como a aleatorização estratificada, na qual os esquemas de aleatorização são conduzidos simultaneamente em subgrupos definidos por alguma característica chave, se for considerado necessário assegurar que os grupos são bem equilibrados por essa característica.
Grupo Cego
Se os participantes e/ou avaliadores de um ensaio clínico estiverem conscientes da alocação do tratamento, isto poderá introduzir um enviesamento de avaliação. Esta situação está particularmente associada a respostas subjectivas relatadas pelos pacientes, tais como a dor ou a qualidade de vida. Deste modo e sempre que possível, os investigadores devem considerar tratar o mascaramento introduzido pelos participantes. No entanto, os investigadores de cuidados com feridas têm um problema particular com os grupos cegos. A maioria dos estudos de tratamento de feridas são de rótulo aberto - a natureza do campo é tal que normalmente não é possível “cegar” os participantes relativamente ao tratamento que recebem, por exemplo, através da realização de um procedimento falso. Mas mesmo que o mascaramento do tratamento de pacientes ou avaliadores não possa ser realizado, os investigadores podem considerar a realização de estudos cegos únicos em que as afectações de grupo são mascaradas logo a partir do analista de dados.
Unidades de análise
Na maioria dos estudos médicos, experimentais ou observacionais, os investigadores normalmente recolhem dados e estão interessados no resultado ao nível do paciente individual. No entanto, alguns contextos no tratamento de feridas permitem diferentes unidades de observação. Barakat-Johnson et al.10 avaliaram a eficácia de uma bota de descarga do calcanhar na redução de lesões por pressão de calcanhar em pacientes de cuidados intensivos, em que a unidade de análise era o calcanhar e não o paciente. Embora esta abordagem, que poderia igualmente ser aplicada a outros sítios anatómicos, tais como a canela, braço, etc., conduza a uma duplicação do tamanho da amostra sem mais recrutamento de pacientes, é necessário ter cuidado na análise para ter em conta os prováveis pontos comuns que surgirão da análise de múltiplos locais anatómicos dentro do mesmo paciente.
Variáveis
O ponto final primário, ou resultado, de um estudo deve ser aquele que apresente potencial para demonstrar com maior precisão qualquer benefício de um novo tratamento. Resultados adicionais, designados como resultados secundários, podem também ser definidos. Os pontos finais típicos nos estudos de tratamento de feridas são o encerramento completo da ferida, a redução percentual do seu tamanho, o tempo para a sua cicatrização, o vazamento da ferida, a redução do tecido viscoso, a dor, a qualidade de vida e a relação custo-eficácia do tratamento. A variável prognóstica chave na maioria dos estudos é geralmente o estado do tratamento; variáveis de controlo adicionais tais como idade, sexo, co-morbilidades, medicamentos e duração, tipo e duração de feridas pré-existentes podem também ser registadas. O registo de tais variáveis é crítico em particular para estudos não experimentais; num RCT bem conduzido, o processo de aleatorização é geralmente eficaz para eliminar desequilíbrios de grupo na linha de base, deixando o estado do tratamento como a única diferença sistemática entre grupos. Para um desenho quantitativo, todas as variáveis devem ser medidas à escala numérica, ou incluir categorias ordenadas ou não ordenadas; podem ser utilizados métodos estatísticos apropriados para analisar todas as diferentes combinações de tipos de variáveis.
Amostragem
A maioria dos estudos de cuidados com feridas, de forma comum com outros estudos clínicos, utilizam amostras de conveniência (não aleatórias) uma vez que os métodos de amostragem aleatória raramente são práticos. No entanto, deve ter-se o cuidado de assegurar que as características da amostra representam a população-mãe em termos de indicadores-chave de prognóstico, possivelmente com a utilização de quotas. A escolha de um tamanho de amostra, com base nas unidades de análise apropriadas, é fundamental para todos os desenhos de estudo, particularmente aqueles que envolvem a participação directa do paciente e geralmente vão envolver um cálculo formal do tamanho da amostra a ser realizada. Tais cálculos requerem estimativas de efeito que nem sempre são fáceis de determinar, particularmente no ensaio de novos tratamentos e pode vir a ser necessário um estudo-piloto para fornecer as estimativas necessárias. Não é ético recrutar pacientes para um estudo que provavelmente não permitirá responder à sua própria questão de investigação em virtude de a amostra do estudo ser demasiado pequena. Relativamente a todos os estudos clínicos, os estudos de tratamento de feridas requerem aprovações éticas adequadas que devem ser cumpridas.
Resumo
Uma investigação eficaz no tratamento de feridas requer uma selecção cuidadosa de um desenho apropriado. Opções de desenho rigorosas, tais como o RCT, requerem que sejam adicionalmente consideradas questões como a atribuição aleatória e os grupos cegos; desenhos mais simples, tais como o desenho pré-pós de amostra única, também podem ser eficazmente utilizados para fornecer bons níveis de provas. Todos os desenhos requerem que sejam consideradas a unidade de análise, as variáveis a serem medidas e as questões de amostragem e ética.
Author(s)
John Stephenson
PHD, FRSS(GradStat), CMath(MIMA)
Senior Lecturer in Biomedical Statistics
University of Huddersfield, United Kingdom
Email J.Stephenson@hud.ac.uk
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