การศึกษาตามแผน

การศึกษาตามแผน หรือ งานศึกษาตามรุ่น
() หรือ งานศึกษาตามบุคคลในรุ่น
เป็นแบบหนึ่งของงานศึกษาแบบสังเกต (observational study) ที่ใช้ในสาขาการแพทย์ สังคมศาสตร์ คณิตศาสตร์ประกันภัย "business analytics" และนิเวศวิทยา
ยกตัวอย่างเช่น ในการแพทย์ อาจจะมีงานศึกษาที่วิเคราะห์ปัจจัยความเสี่ยง โดยติดตามกลุ่มประชากรที่ไม่มีโรค
แล้วใช้ค่าสหสัมพันธ์ระหว่างปัจจัยความเสี่ยงกับการติดโรค เพื่อกำหนดความเสี่ยงสัมพัทธ์
ของการติดโรค

งานศึกษาตามรุ่นเป็นแบบการศึกษาทางคลินิกชนิดหนึ่ง เป็นงานศึกษาตามยาว (longitudinal study) โดยเทียบกับงานศึกษาตามขวาง (cross-sectional study)
คือ เป็นการวัดค่าผลลัพธ์ที่เป็นประเด็นต่าง ๆ ของกลุ่มประชากร และของบุคคลต่าง ๆ ในกลุ่มประชากรนั้น ๆ ตามชั่วระยะเวลาหนึ่ง ๆ โดยเทียบกับการวัดค่าที่เป็นประเด็นเพียงครั้งเดียวในงานศึกษาตามขวาง

"cohort" (รุ่น, กลุ่มร่วมรุ่น) เป็นกลุ่มบุคคลที่มีคุณลักษณะหรือประสบการณ์ที่เหมือนกันภายในช่วงเวลาเดียวกัน (เช่น เกิดในช่วงเวลาเดียวกัน มีประวัติได้ยา ฉีดวัคซีน หรือประสบมลพิษภาวะ ช่วงเดียวกัน หรือได้รับการรักษาพยาบาลแบบเดียวกัน)
ดังนั้น กลุ่มบุคคลที่เกิดในวันเดียวกันหรือในช่วงเวลาเดียวกัน เช่นในปี พ.ศ. 2491 ก็จะเป็น "birth cohort"
ส่วนกลุ่มที่ใช้เปรียบเทียบอาจจะเป็นกลุ่มประชากรที่กลุ่มร่วมรุ่นเป็นเซตย่อย
หรืออาจจะเป็นกลุ่มร่วมรุ่นอีกกลุ่มหนึ่งที่ไม่ได้รับหรือสัมผัสกับสาร (หรือเงื่อนไขอื่น ๆ) ที่เป็นประเด็นการศึกษา 
แต่ว่ามีลักษณะอย่างอื่น ๆ ที่เหมือนกัน
หรืออีกอย่างหนึ่ง เซตย่อยต่าง ๆ ภายในกลุ่มร่วมรุ่นเดียวกัน สามารถใช้เปรียบเทียบกันเอง

การทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (RCT) เป็นระเบียบวิธีที่มีคุณภาพสูงกว่างานศึกษาตามรุ่น ตามลำดับชั้นหลักฐานของการรักษาพยาบาล
เพราะว่า เป็นการศึกษาที่จำกัดโอกาสความเอนเอียงต่าง ๆ โดยสุ่มจัดคนไข้เข้าในกลุ่มทดลองและในกลุ่มเปรียบเทียบ (หรือกลุ่มควบคุม)
ซึ่งลดระดับความแตกต่างกันของตัวแปรสับสน (confounding) ในระหว่างกลุ่มทั้งสอง โดยเฉพาะตัวแปรสับสนที่ไม่ชัดแจ้ง
แต่ว่า ก็สำคัญที่จะสังเกตว่า RCT ไม่เหมาะกับการศึกษาทุกสถานการณ์ และการศึกษาวิธีอื่น ๆ เช่น งานศึกษาตามรุ่น อาจจะเหมาะสมกว่า

เนื่องจากเป็นงานศึกษาแบบสังเกตการณ์ตามธรรมชาติ งานศึกษาตามรุ่นจึงสามารถทำได้โดยไม่มีปัญหาจริยธรรมบางอย่าง หรือเมื่อการสุ่มเข้ากลุ่มทดลองทำไม่ได้ สามารถทำได้โดยลดความเอนเอียงบางอย่างเช่นที่เกิดจากฎเกณฑ์การคัดเลือกผู้ร่วมการทดลอง เหมาะสำหรับศึกษาความสัมพันธ์ของปัจจัยความเสี่ยงกับการเกิดโรคตามธรรมชาติ
สามารถใช้ศึกษาปัจจัยที่รับหลายอย่างกับผลที่เกิดขึ้นหลายอย่าง
แต่เป็นแบบการศึกษาที่มีโอกาสเสี่ยงต่อปัจจัยรวบกวน (confounding) และอคติที่เกิดจากการเลือกตัวอย่าง และในบางกรณีอาจจะใช้เวลานานหรือมีค่าใช้จ่ายสูง

งานศึกษาตามรุ่นสามารถทำตามแผนเก็บข้อมูลในอนาคต หรือสามารถทำย้อนหลังใช้ข้อมูลที่ได้เก็บไว้แล้ว

ในการแพทย์ การศึกษาตามรุ่นมักจะใช้หาหลักฐานเพื่อปฏิเสธความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลที่เป็นประเด็นสงสัย
ดังนั้น ความล้มเหลวในการปฏิเสธสมมุติฐานบ่อยครั้งทำให้มีความมั่นใจในสมมุติฐานนั้นมากขึ้น
ที่สำคัญก็คือ จะมีการกำหนดกลุ่มร่วมรุ่นก่อนที่จะเริ่มเกิดโรคที่เป็นประเด็นศึกษา
แล้วติดตามกลุ่มผู้ไม่มีโรคเหล่านั้นเป็นช่วงระยะเวลาหนึ่งเพื่อดูว่า ใครจะเกิดโรค
ดังนั้น กลุ่มผู้มีโรคแล้วจะไม่กำหนดเป็นกลุ่มร่วมรุ่น
งานศึกษาตามรุ่น ตามยาว ตามแผน (prospective คือในอนาคต ) ที่วัดสาร (หรือเงื่อนไข) ที่ได้รับกับการเกิดขึ้นของโรค สามารถช่วยหาความสัมพันธ์ที่เป็นเหตุผล
แม้ว่า การแยกแยะว่าอะไรเป็นเหตุจริง ๆ จะต้องได้รับหลักฐานยืนยันจากการทดลองอื่น ๆ ต่อไป

ข้อดีของข้อมูลงานศึกษาตามรุ่นตามแผน ก็คือ สามารถช่วยกำหนดองค์ความเสี่ยงในการติดโรคใหม่ เพราะว่าเป็นข้อมูลบุคคลที่ได้จากการสังเกตการณ์ตามกาลเวลา และเพราะว่าเป็นข้อมูลที่เก็บเป็นช่วง ๆ ที่สม่ำเสมอ ดังนั้น การระลึกถึงอดีตอย่างผิดพลาดก็จะไม่มี
แต่ว่า งานศึกษาตามแผนนั้นมีค่าใช้จ่ายสูง อ่อนไหวต่ออัตราการเสียผู้ร่วมการทดลอง (attrition) และใช้เวลานานที่จะติดตามแล้วสร้างข้อมูลที่เป็นประโยชน์
ถึงอย่างนั้น ผลที่ได้จากงานศึกษาตามรุ่นระยะยาวตามแผน จะมีคุณภาพดีกว่าจากงานศึกษาแบบย้อนหลังหรือแบบตามขวางมาก
คือ มีการพิจารณาว่า งานศึกษาตามรุ่นตามแผนให้ผลข้อมูลที่น่าเชื่อถือที่สุดในงานศึกษาวิทยาการระบาดแบบสังเกต
ซึ่งช่วยหาความสัมพันธ์ของสาร (หรือเงื่อนไข) ที่ได้รับกับโรคที่เกิดขึ้นอย่างมากมาย

มีงานศึกษาตามรุ่นที่ติดตามเด็กทารกตั้งแต่กำเนิด
แล้วบันทึกข้อมูล (เกี่ยวกับสารหรือเงื่อนไขที่ได้รับ) ของเด็ก
คุณค่าของงานศึกษาขึ้นอยู่กับความสามารถของผู้ทำงานวิจัยในการติดตามบุคคลที่อยู่ในรุ่นทั้งหมด
มีงานศึกษาที่ทำกันเป็นทศวรรษ ๆ

ในงานศึกษาตามรุ่น กลุ่มที่ติดตามจะมีบุคคลที่มีโอกาสเสี่ยงที่จะเกิดโรคหรือมีผลทางสุขภาพอื่น ๆ

ตัวอย่างของปัญหาวิทยาการระบาดที่สามารถตอบได้โดยใช้งานศึกษาตามรุ่นก็คือ การได้รับสาร ก (เช่นการสูบบุหรี่) มีความสัมพันธ์กับผล ข (เช่นมะเร็งปอด) หรือไม่
งานเช่นนี้จะติดตามกลุ่มคนสูบบุหรี่และกลุ่มคนไม่สูบบุหรี่ เป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วกำหนดความแตกต่างของอุบัติการณ์การเกิดมะเร็งปอดของกลุ่มทั้งสอง
จะมีการจัดกลุ่มทั้งสองให้มีความเทียบเท่าในตัวแปรอื่น ๆ เช่นฐานะทางเศรษฐกิจและองค์ประกอบทางสุขภาพอื่น ๆ 
เพื่อให้สามารถกำหนดตัวแปรอิสระ (independent variable) ที่เป็นประเด็นการศึกษา ซึ่งในกรณีนี้ก็คือการสูบบุหรี่ ว่าเป็นเหตุของตัวแปรตาม (dependent variable) ซึ่งในกรณีนี้ก็คือมะเร็งปอด
ในตัวอย่างนี้ มีระดับอุบัติการณ์ที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติของมะเร็งปอด ในกลุ่มคนที่สูบบุหรี่ เทียบกับกลุ่มที่ไม่สูบ ซึ่งเป็นหลักฐานสนับสนุนสมมุติฐานของการศึกษา

แต่ว่า ในงานศึกษาโรคที่มีน้อย หรือเป็นการศึกษาเบื้องต้นที่มีข้อมูลน้อยเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างสาร (หรือเงื่อนไข) ที่รับกับการเกิดของโรค แทนที่จะใช้งานศึกษาตามรุ่น ก็มักจะใช้งานศึกษามีกลุ่มควบคุม (case-control study) แทน เช่นงานวิจัยที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างการสูบบุหรี่และมะเร็งปอดเป็นครั้งแรก เป็นงานศึกษามีกลุ่มควบคุมเผยแพร่ในปี ค.ศ. 1950

งานศึกษาตามรุ่นระยะสั้น ๆ มักจะใช้ในงานวิจัยทางการแพทย์โดยเป็นการทดลองทางคลินิก หรือเป็นงานเพื่อทดสอบว่า สมมุติฐานหนึ่ง ๆ มีความสำคัญทางคลินิกหรือไม่
งานเช่นนี้ปกติจะติดตามคนไข้สองกลุ่มเป็นระยะเวลาหนึ่ง แล้วเปรียบเทียบผลที่วัดระหว่างสองกลุ่ม

การทดลองแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุม (RCT) เป็นระเบียบวิธีที่ดีกว่างานศึกษาตามรุ่น ตามลำดับชั้นหลักฐานของการรักษาพยาบาล
แต่ว่าบางครั้ง RCT นั้นทำได้ยากหรือไม่ถูกจริยธรรมในการหาคำตอบบางอย่าง
เช่น ในเรื่องการสูบบุหรี่ ถ้าเรามีหลักฐานในระดับหนึ่งแล้วว่า การสูบบุหรี่เป็นเหตุของมะเร็งปอด
ดังนั้น การชักชวนให้กลุ่มคนที่ไม่สูบบุหรี่ให้สูบบุหรี่
เพื่อที่จะทดสอบสมมุติฐานนี้ก็จะไม่ถูกจริยธรรม

งานศึกษาตามรุ่นที่ดำเนินไปเกินกว่า 50 ปีแล้วรวมทั้ง Framingham Heart Study (งานศึกษาหัวใจในเมืองเฟรมมิงแฮม) ที่ทำกับคน 5,209 คนเริ่มในปี ค.ศ. 1948 ในเมืองเฟรมมิงแฮม รัฐแมสซาชูเซตส์) และ National Child Development Study (NCDS งานศึกษาพัฒนาการเด็กแห่งชาติ) ที่ทำกับคน 17,000 คนเริ่มในปี ค.ศ. 1958 ในสหราชอาณาจักร
สิ่งที่ค้นพบในงาน NCDS และรายละเอียดอื่น ๆ ได้พิมพ์แล้วในวารสาร "International Journal of Epidemiology (วารสารวิทยาการระบาดนานาชาติ)" ในปี ค.ศ. 2006

งานศึกษาตามรุ่นในหญิงที่ใหญ่ที่สุดก็คือ Nurses' Health Study (งานศึกษาสุขภาพของนางพยาบาล) เป็นงานที่เริ่มในปี ค.ศ. 1976 ติดตามพยาบาลกว่า 120,000 คน ซึ่งมีการวิเคราะห์ต่าง ๆ มากมายเกี่ยวกับปัจจัยและผลที่เกิดขึ้นทางสุขภาพ

งานศึกษาตามรุ่นที่ใหญ่ที่สุดในแอฟริกาก็คืองานศึกษา Birth to Twenty (จากำเนิดถึงอายุ 20) ซึ่งเริ่มตั้งแต่ปี ค.ศ. 1990 และติดตามกลุ่มรุ่นของเด็ก 3,000 คน

แผนภาพแสดงจุดเริ่มต้นและทิศทางการดำเนินงานของงานศึกษามีกลุ่มควบคุม (case-control study) เทียบกับงานศึกษาตามรุ่น
ในงานศึกษามีกลุ่มควบคุม เริ่มต้นจากข้อมูลการเกิดโรค จะมีการตรวจสอบและการวิเคราะห์เพื่อหาเหตุของโรค
ส่วนในงานศึกษาตามรุ่น เริ่มต้นจากสมมุติฐานของโรค 
จะมีการสังเกตดูสาร (หรือเงื่อนไข) ที่เป็นสมมุติฐานของโรคสัมพันธ์กับอุบัติการณ์ของโรค
การศึกษาตามแผน หรือในอนาคต (prospective) จะศึกษาการเกิดของโรคในอนาคต ส่วนการศึกษาย้อนหลัง (retrospective) จะศึกษาการเกิดของโรคที่มีแล้ว

งานศึกษาตามรุ่นปัจจุบัน (current cohort study) เป็นงานศึกษาตามแผนจริง ๆ ที่ข้อมูลการได้รับสารหรือเงื่อนไข (ที่สมมุติว่าทำให้เกิดโรค) จะมีการรวบรวมก่อนอุบัติการณ์เช่นการเกิดโรค
ตัวอย่างของงานศึกษาตามรุ่นปัจจุบันก็คือ Oxford Family Planning Association Study ในสหราชอาณาจักร ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อให้ข้อมูลอย่างเป็นกลาง ๆ ระหว่างผลดีและผลร้ายของวิธีการคุมกำเนิดต่าง ๆ กัน
งานศึกษานี้ได้ให้ข้อมูลเป็นจำนวนมากเกี่ยวกับอิทธิผลและความปลอดภัยของวิธีการคุมกำเนิดต่าง ๆ โดยเฉพาะยาเม็ดคุมกำเนิด แผ่นครอบปากมดลูก (diaphragm) และห่วงอนามัยคุมกำเนิด (IUD)

งานศึกษาตามรุ่นตามประวัติ (historical cohort study) ศึกษาข้อมูลเกี่ยวกับการได้รับสารหรือเงื่อนไข
และเหตุการณ์คือการเกิดขึ้นของโรค ของกำเนิด ของทัศนคติทางการเมือง หรือของตัวแปรอื่น ๆ 
หลังจากที่เหตุการณ์เกิดขึ้นแล้ว โดยที่ข้อมูลของผู้ที่เป็นประเด็นการทดลอง (ที่ได้รับหรือไม่ได้รับสารที่เป็นประเด็นการทดลองเป็นต้น) จะมาจากบันทึกข้อมูลที่มีอยู่แล้ว

prospective cohort (งานศึกษาตามรุ่นตามแผน) จะกำหนดกลุ่มการทดลองก่อนที่จะเริ่มดำเนินการ ในขณะที่ retrospective cohort (งานศึกษาตามรุ่นย้อนหลัง) ซึ่งก็คืองานศึกษาตามรุ่นตามประวัติ จะกำหนดกลุ่มหลังจากที่ได้ข้อมูลแล้ว
ตัวอย่างของงานศึกษาตามรุ่นย้อนหลังก็คือ ""Long-Term Mortality after Gastric Bypass Surgery (อัตราความตายระยะยาวหลังจาก Gastric Bypass Surgery)"" 
และ The Lothian Birth Cohort Studies (ซึ่งศึกษาความเสื่อมทางประชานที่เป็นไปตามวัย)

แม้ว่า งานศึกษาตามรุ่นตามประวัติบางครั้งจะเรียกว่า งานศึกษาย้อนหลัง (retrospective study) ชื่อนี้ไม่เหมาะสมเพราะว่าหลักระเบียบวิธีของทั้งงานศึกษาตามรุ่นตามประวัติและงานศึกษาตามรุ่นตามแผนนั้นเหมือนกัน

ตัวอย่างของงานศึกษามีกลุ่มควบคุมซ้อนใน (nested case-control study) ก็คือ ""Inflammatory markers and the risk of coronary heart disease in men and women (Inflammatory markers และความเสี่ยงต่อโรคหัวใจในชายหญิง)"" ซึ่งเป็นงานวิเคราะห์มีกลุ่มควบคุมที่ดึงข้อมูลจากงานศึกษาตามรุ่น Framingham Heart Study

Household panel survey เป็นแบบย่อยที่สำคัญของงานศึกษาตามรุ่น
ซึ่งเป็นงานที่สำรวจกลุ่มประชากรในครอบครัว
แล้วติดตามบุคคลเหล่านั้นชั่วระยะเวลาหนึ่งโดยปกติปีละครั้งหนึ่ง
ตัวอย่างรวมทั้ง