病例对照研究和队列研究课件

1、2022-3-7病例对照研究和队列研究1 病例对照研究和队列研究病例对照研究和队列研究 case-control study & cohort study2022-3-7病例对照研究和队列研究2 病例对照研究病例对照研究case-control study2022-3-7病例对照研究和队列研究3一、概述一、概述 1.定义定义 从某种拟研究的疾病出发，选定患有某病和未患该病的人群，分别调查其既往暴露于某个(或某些)危险因素的情况，以判断暴露危险因素与某病的关联强度的一种调查研究方法，主要应用与评估危险因素和研究病因。2022-3-7病例对照研究和队列研究4 2. 2.病例对照研究基本原理

2、图病例对照研究基本原理图目标人群合格对象病例组对照组暴露非暴露暴露非暴露结论aacbbd回顾调查cbda2022-3-7病例对照研究和队列研究5aacbbd 病例组的暴露比例 对照组的暴露比例 如果 显著大于 ，说明该暴露因素可能是疾病的危险因素之一； 如果 显著小于 ，说明该因素可能是一保护因素。aacbbdaacbbd2022-3-7病例对照研究和队列研究6 3. 3.用途用途探索病因；检验病因假设；评价预防、治疗等措施。2022-3-7病例对照研究和队列研究7二、病例对照研究的设计和实施二、病例对照研究的设计和实施1.建立假说建立假说 在进行课题研究之前，应当了解相关课题的发展现状。通过

3、查阅文献，结合自己和他人的经验，以及疾病的自然史和已知的影响因素等，提出病因假说。 形成病因假说的方法有：形成病因假说的方法有： 求同法 求异法 共变法 类推法2022-3-7病例对照研究和队列研究82.选择研究对象选择研究对象 2.1 病例的选择病例的选择 进入病例组的病例足以代表总体(即产生这组病人的目标人群)中该病的全部病例 （1 1）病例的纳入标准病例的纳入标准 1）对疾病的规定尽量采用国际或国内的统一标准；自行制定纳入标准的，应适合本次研究； 2）对病例其他特征的规定，如性别、年龄、职业等。2022-3-7病例对照研究和队列研究9（2）病例的来源）病例的来源1）来自医院 优点：诊断准

4、确，操作方便，节省经费。 缺点：不能反映全部社会人群该病的特点，易出现选择偏倚。2）来自一般人群 优点：代表性强 缺点：在实际工作中常常不能包括全部病例，给调查带来一定的难度。 2022-3-7病例对照研究和队列研究10（3）病例）病例(case)的种类的种类 （1）新发病例(incident case)：研究期间发生并诊断的病例。 （2）现患病例(prevalent case)：人群中业已存在的某病的病人。 （3）死亡病例(death case)：研究中收集暴露史之前已死亡的病例。 最好选取新发病例，以免记忆或者由于发病后改变了与暴露因素的关系带来偏倚。2022-3-7病例对照研究和队列研究

5、112.2对照对照(control)的选择的选择（1）对照的来源）对照的来源一个人群中未患某病的全部个体或其随机样本从住院病人中随机选取（2）选择对照的原则）选择对照的原则代表性可比性暴露不能作为选择对照的依据2022-3-7病例对照研究和队列研究122.3 匹配匹配(matching)的应用的应用 在选择对照时，应用一种限制性方法，使对照与病例在某些混杂变量上保持同质性，以达到控制混杂因素的目的。2022-3-7病例对照研究和队列研究13（1 1）匹配的种类）匹配的种类群体匹配，又称为成组匹配(category matching)或频数匹配 (frequency matching)：即匹配因

6、素在病例组中和对照组中的构成整体上一致。 个体匹配(individual matching)：即根据匹配因素一致的原则，病例和对照以个体为单位进行匹配。 2022-3-7病例对照研究和队列研究14（2）匹配时应注意的问题）匹配时应注意的问题 已知或非常怀疑是混杂因素，应将此因素作为匹配条件；研究因素不能作为匹配的变量；防止匹配过头：匹配因素一般不超过4个；如果要匹配的变量是连续性的(如年龄)，应根据实际情况重新分类。 2022-3-7病例对照研究和队列研究153.确定样本含量确定样本含量 成组设计的样本含量：成组设计的样本含量：式中， ， 。 Z与Z分别为与时的正态离差，p1和p2分别为对照组

7、与病例组的研究因素暴露水平的估计值(暴露率)。21122212 (1)(1)(1)ZppZppppnpp12111Rppp R（ ）212ppp 2022-3-7病例对照研究和队列研究16例例1.孕妇暴露于某因子与婴儿先天性心脏病关系的病例对照研究：假定孕妇有30暴露于此因子。要求在暴露比值比为2时，即能在95的水平上，以90的把握度查出，则样本含量为：查表得： Z1.96，Z1.2822220.30.30.460.381+0.32121.96 20.38(10.38)1.28 0.3(10.3)0.46(10.46)1930.460.31938112174193 (0.460.3)217pp

8、n,0.46（ ）经校正后得：n故病例组与对照组各需人2022-3-7病例对照研究和队列研究174.资料分析资料分析4.1 不匹配未分层的资料分析不匹配未分层的资料分析 病例对照研究资料整理图病例对照研究资料整理图有暴露史无暴露史合计病例abN1对照cdN0合计M1M0T2022-3-7病例对照研究和队列研究18（1 1）两组暴露率的统计学显著性检验）两组暴露率的统计学显著性检验 卡方检验：卡方检验： 校正公式为：校正公式为：221010()adbc TM M N N221010()2TadbcTM M N N2022-3-7病例对照研究和队列研究192.计算暴露与疾病的联系强度计算暴露与疾病

9、的联系强度 病例对照研究中可用“比值比”(odds ratio,OR)来估计率比(RR)。 OR 的95可信区间： （1）由2值求可信区间： （2）自然对数转换法 ： /ORad bc2(1 1.96/)OR-1lnln1.96lnORVarOR2022-3-7病例对照研究和队列研究20例例2. 女性吸烟与肺癌的关系女性吸烟与肺癌的关系 资料整理图资料整理图病例对照合计吸烟10968491945不吸烟46016012061合计155624504006 222(1096 1601849460)4006487.836.6319452061 155624501096 16014.49460 849O

10、ROR 95%可信区间为：3.935.13 2022-3-7病例对照研究和队列研究214.2 分层资料的分析分层资料的分析 为了分析或控制混杂因素的影响，需要按潜在的混杂因素分层后进行分析。 病例对照暴露aiciM1i未暴露bidiM01N1iN01Ti2022-3-7病例对照研究和队列研究22 先将各层资料分别单独分析； 计算总2的值； 3.计算总的OR值：4.计算标准化优势比SMRai /(bici/di) 22()0.5)()iiMHiaE aV a校正22()()iiM HiaE aVa11( )/iiiiE aM NT 21010()/(1)iiiiiiiV aM M N NTT (

11、/)(/)iiiMHiiia dTORbcT211 .9 6 /9 5 %XM HO RO R可 信 区 间 ：2022-3-7病例对照研究和队列研究23例3. 1950年Doll和Hill报道了吸烟与肺癌关系的病例对照研究，结果整理如下：男女合计吸烟不吸烟吸烟不吸烟吸烟不吸烟病例6472411968821对照62227283265059合计12692969511338802022-3-7病例对照研究和队列研究241.计算按性别分层后的计算按性别分层后的2和和OR值：值：（1）男性： 222.04，P0.01 校正2 20.32 OR95可信区间：4.6742.31（2）女性： 2 5.76，

12、P0.01 OR95可信区间：1.185.152.计算计算2总值：总值：6472714.042622OR41 322.471928OR222212696496960(64741)()129812024.93,0.01649649 126929606069511298 (12981)120 (1201)P2022-3-7病例对照研究和队列研究253. 总总OR值的计算：值的计算：OR95的可信区间：2.508.174.计算计算SMR：男女间的OR值有明显差别，不宜求总的OR值来分析，可用SMR分析：说明不吸烟罹患肺癌的危险性高10.97倍。6472741 3212981204.52622228

13、191298120MHOR6474110.97622228 1927120SMR2022-3-7病例对照研究和队列研究264.3 1:1配对资料分析配对资料分析资料整理图资料整理图对照对照病例病例对子数对子数暴露暴露未暴露未暴露暴露暴露aba+b未暴露未暴露cdc+d对子数对子数a+cb+da+b+c+d2022-3-7病例对照研究和队列研究271.两组暴露率的统计学显著性检验：两组暴露率的统计学显著性检验：当b+c6.63，P0.01 2.危险度估计: OR=72/6=12；OR的95%可信区间： 。 对照病例对子数暴露未暴露暴露1506156未暴露72779对子数222132356.29

14、22.902022-3-7病例对照研究和队列研究29三、偏倚三、偏倚( (bias) )及控制方法及控制方法1.选择偏倚选择偏倚(selective bias)：（1）入院率偏倚(admission rate bias) 控制方法：从多个医院或人群中选择病例；也可设计两个或多个对照。（2）现患病例新发病例偏倚(prevalence-incidence bias) 控制方法：选择新发病例（3）无应答偏倚 控制方法：应在设计过程中加以控制，尽量减少失访率和无应答率。2022-3-7病例对照研究和队列研究302.信息偏倚信息偏倚(information bias)：（1）回忆偏倚(recall bi

15、as) 控制方法：采用盲法收集资料 采用客观标准获得资料 收集资料应广泛、详细（2）观察偏倚(observational bias) 控制方法：设计好调查表，采用统一标准 对调查员进行培训，进行质量控制2022-3-7病例对照研究和队列研究313.混杂偏倚混杂偏倚(confounding bias)一些既与疾病有关又与病因因素有联系的因素可能引起偏倚控制方法：设计时采取匹配的方法 分析时采用分层分析、多元分析等2022-3-7病例对照研究和队列研究32四、病例对照研究的优缺点四、病例对照研究的优缺点（一）优点：（一）优点：省时、省力、费用低省时、省力、费用低适用于罕见病的研究适用于罕见病的研究

16、 适用于潜伏期较长的疾病的研究适用于潜伏期较长的疾病的研究 允许同时调查分析许多因素允许同时调查分析许多因素 医德问题少医德问题少 2022-3-7病例对照研究和队列研究33 （二）缺点（二）缺点容易受偏倚的影响容易受偏倚的影响 对照组的正确选择有时会发生困难对照组的正确选择有时会发生困难 暴露和疾病的时间顺序不易确定暴露和疾病的时间顺序不易确定不能确定暴露与非暴露组的发病率不能确定暴露与非暴露组的发病率 2022-3-7病例对照研究和队列研究34 队列研究队列研究 cohort study2022-3-7病例对照研究和队列研究35一、概述一、概述1.定义定义 选择暴露及未暴露于某因素的两类人

17、群进行追踪观选择暴露及未暴露于某因素的两类人群进行追踪观察，比较两者发病的差异，从而判定暴露因素与发病有察，比较两者发病的差异，从而判定暴露因素与发病有无关联及关联程度的一种调查研究方法。无关联及关联程度的一种调查研究方法。 目的是研究一项疑似病因目的是研究一项疑似病因( (危险因素或暴露危险因素或暴露) )或其不或其不同的水平与后来发病或死亡危险的关联。同的水平与后来发病或死亡危险的关联。2022-3-7病例对照研究和队列研究362.队列研究结构模式图队列研究结构模式图研究人群 + + +- - -abcd暴露 疾病 人数 比较a/(a+b)c/(c+d)调查方向2022-3-7病例对照研究

18、和队列研究373.几个基本术语几个基本术语 3.1 暴露(exposure)：指研究对象曾经接触过某些因素，或具备某些特征，或处于某种状态。 3.2 队列(cohort)：一个特定的研究人群组，有共同经历或状态的一群人。 3.3 危险因素(risk factor)：引起某特定结局(如疾病)发生，或使其发生的概率增加的因子。2022-3-7病例对照研究和队列研究384.目的和应用范围目的和应用范围用于验证疾病病因假设用于验证疾病病因假设评价疾病预防性策略措施的效果评价疾病预防性策略措施的效果 评价临床疾病治疗性策略和措施的效果评价临床疾病治疗性策略和措施的效果应用于疾病预后的评价研究应用于疾病预

19、后的评价研究 2022-3-7病例对照研究和队列研究395.队列研究的特点队列研究的特点根据暴露自然存在的状态分组根据暴露自然存在的状态分组 从因到果的研究，可确定因果联系从因到果的研究，可确定因果联系 可计算研究人群的发病率可计算研究人群的发病率 研究对象由可能患所研究疾病的个体组成研究对象由可能患所研究疾病的个体组成 尤其适合于暴露率低的危险因素与疾病关系的研究尤其适合于暴露率低的危险因素与疾病关系的研究 观察时间一般较长观察时间一般较长 2022-3-7病例对照研究和队列研究40二、队列研究的设计和实施二、队列研究的设计和实施（一）研究队列的选择（一）研究队列的选择 1.按规定的暴露，选

20、择一组特殊暴露人群，再选择没按规定的暴露，选择一组特殊暴露人群，再选择没有暴露的对照人群；有暴露的对照人群； 2.选择一个暴露因素分布不均的人群（如某地全体居选择一个暴露因素分布不均的人群（如某地全体居民和某单位全体成员），将此人群按暴露状态分成暴露民和某单位全体成员），将此人群按暴露状态分成暴露组和对照组，或按不同暴露水平，分成若干亚组。组和对照组，或按不同暴露水平，分成若干亚组。2022-3-7病例对照研究和队列研究41（二）研究队列的分组（二）研究队列的分组1. 暴露组暴露组（1）选择原则1）暴露已经自然存在2）该组人员能提供可靠的暴露史3）便于随访、观察（2）来源1）自然人群2）特殊人

21、群2022-3-7病例对照研究和队列研究422. 非暴露组非暴露组（1）选择原则）选择原则与暴露组有可比性（2）来源）来源1）内对照：在选定的研究对象内部形成对照组2）一般人群对照：与一个地区整个人群的发病率或死亡率作比较3）外对照：暴露队列以外的，许多方面与暴露组相似但不具备暴露因素的一组人群4）多重对照2022-3-7病例对照研究和队列研究43（三）样本含量的估计（三）样本含量的估计p1、p2分别为暴露组及非暴露组的发病率； 为两率的平均率的估计值 队列研究期间研究对象的失访是不可避免的，因此应适当增加样本含量。一般在公式计算的样本含量的基础上加10%作为实际研究的样本量。21122212

22、 (1)(1)(1)zppzppppnppp2022-3-7病例对照研究和队列研究44例例5.孕妇暴露于某药物与婴儿先天性心脏病之间的联系的队列研究中：非暴露者所生的婴儿先天性心脏病发病率p10.008，要求用双侧检验，设0.05，0.10，估计RR值为2，所需样本量为：Za=1.96 Z=1.282 p1=0.008 RR=2222220.0080.016,10.988(0.0080.016) / 20.0121.9620.0120.9881.2820.0080.9920.0160.9840.0160.00838923892pppN即 暴 露 组 与 非 暴 露 组 各 均 需人 。2022

23、-3-7病例对照研究和队列研究45（四）资料的收集（四）资料的收集1.1.收集基线信息：收集基线信息： 在选定研究对象后必须详细搜集每个研究对象在研究开始时的基本情况，包括暴露的资料及个体的其他信息，称为基线信息或信息本底。包括：（1）研究对象暴露于某研究因素的情况； （2）与判断终点有关的资料； （3）暴露于其他与患病有影响的因素的资料。收集的方式：（1）现有记录 （2）访谈 （3）检测 （4）环境测量2022-3-7病例对照研究和队列研究462.随访随访（1）随访的内容）随访的内容1）有关暴露的资料；2）有关混杂因素的资料；3）有关疾病和死亡的资料；4）失访、随访队列人口变动资料等。 （2

24、）要求）要求1）以相同的态度和方法随访各组成员；2）调查他们的结局（发病或死亡）情况；3）根据规定的标准对上述结局加以诊断。（3）方法）方法 同基线调查 2022-3-7病例对照研究和队列研究473.资料分析资料分析 队列研究的资料分析，主要是计算各比较组的发病率或死亡率。 队列研究视随访的队列是固定队列还是变动队列而分别计算累积发病(死亡)率(cumulative incidence, CI)和发病密度(incidence density, ID)。 2022-3-7病例对照研究和队列研究483.1人时的计算人时的计算（1）用寿命表法计算人时数）用寿命表法计算人时数 上式中，LX 指暴露人时

25、数，IX 指期初的人数，NX 指期内加入人数，DX 指期内发病数或死亡数，WX 指期内失访人数。 1()2XXXXXLINDW2022-3-7病例对照研究和队列研究49观察时间 月初人数 月内进人数 月内发病数 月内离去人数 暴露人月数 （月） IX (1) NX (3) DX (4) WX (5) LX (6) 1- 1403 79 4 30 1425.5 2- 1448 45 2 11 1464.0 3- 1480 60 3 8 1504.5 4- 1513 10 7 25 1502.0 5- 1529 5 2 19 1521.0 6- 1491 18 8 29 1481.5 7- 147

26、2 13 3 73 1440.5 8- 1409 12 5 74 1375.5 9- 1342 9 2 467 1112.0 10- 882 3 1 819 473.5 11- 65 0 0 57 36.5 例例6. 总暴露人月数为13336.5人月=1111.4人年 2022-3-7病例对照研究和队列研究50（2）以个人为单位计算人时数）以个人为单位计算人时数 如样本不太大，用寿命表计算人时数误差可能较大，此时则可以按研究对象逐个计算其暴露人年：例例7. 3例研究对象出生日期与进出研究的时间如下表所示：编号 出生日期 进入研究时间 退出研究时间 1 1947.04.22 1986.08.20

27、 1997.01.15（失访） 2 1955.05.10 1981.12.12 1994.01.02（出现终点结局） 3 1962.12.13 1990.03.02 2001.02.02（观察结束时健在） 2022-3-7病例对照研究和队列研究513例研究对象的人年数计算如下表所示：年龄组 （岁） 对象1 1947.04.22出生 对象2 1955.05.10出生 对象3 1962.12.13出生 暴露 人年 25 81.12.1285.05.09 共3年4个月27天 合3.41人年 90.03.0292.12.12 共2年9个月10天 合2.78人年 6.19 30 85.05.1090.0

28、5.09 共5人年 92.12.1397.12.12 共5人年 10.00 35 86.08.2087.04.21 共8个月 合0.67人年 90.05.1094.01.02 共3年7个月22天 合3.65人年 97.12.1301.02.02 共3年1个月20天 合3.14人年 7.46 40 87.04.2292.04.21 共5人年 5.00 45 92.04.2297.04.21 共5人年 5.00 50 97.04.2297.10.15 共5个月24天 合0.48人年 0.48 合计 88.08.2097.10.15 81.12.1294.01.02 90.03.0201.02.02

29、 34.13 2022-3-7病例对照研究和队列研究523.2标化指标标化指标（1）标准化死亡比(standardized mortality ratio, SMR)() 100%iiSMRaE a2022-3-7病例对照研究和队列研究53例例8. 某职业队列的死亡情况与一般(标准人口)死亡率及的计算方法 ： 该职业队列的死亡风险是一般人群的220.1%。 观察人年 观察死亡数(ai) 标准人口死亡率 预期死亡数E(ai) 年龄 (岁) =* 20 150 1 1.4 0.21 30 900 2 1.3 1.17 4050 1200 4 1.5 1.80 合计 2250 7(ai) - 3.1

30、8E(ai) 7100%220.1%3.18SMR 2022-3-7病例对照研究和队列研究54（2）标准化比例死亡比）标准化比例死亡比 (standardized proportional mortality ratio, SPMR) 当仅已知死亡原因、死亡年龄(分层变量)与死亡日期，则可以计算SPMR：指某人群某疾病观察总死亡数与预期总死亡数之比。 2022-3-7病例对照研究和队列研究55例例9. 某工厂工人随访10年期间的总死亡人数和因肺癌死亡人数如下表所示，SPMR计算如下： 该职业队列的肺癌死亡数仅是一般人群的89.39%。 标准人口中肺癌占全 随访期间工人 工人肺癌预期死亡 工人实

31、际死于 年龄 死因的构成比% 总死亡数 数=* 肺癌人数 35 2.77 292 8.08 8 45 3.68 357 13.14 14 55 5.19 341 17.70 15 6064 7.78 305 23.73 19 合计 62.65 56 52100%100%89.39%()62.65iiaSPMRE a2022-3-7病例对照研究和队列研究56（3）标准化发病比）标准化发病比 标准化发病比是指研究人群某病的实际发病数与预期死亡数的比值。2022-3-7病例对照研究和队列研究573.33.3联系强度的测定联系强度的测定 （1）两组率差别的假设检验）两组率差别的假设检验U检验：检验：

32、p1：暴露组的率；p2：非暴露组的率； Sp1：暴露组率的标准误；Sp0：非暴露组率的标准误。101222ppppUSS2022-3-7病例对照研究和队列研究58（2 2）暴露与发病关联指标的计算）暴露与发病关联指标的计算 队列研究的资料可整理如下图所示：病例非病例合计发病率暴露组abn1a/n1非暴露组cdn0c/n0合计m1=a+cm0b+dab+c+d2022-3-7病例对照研究和队列研究591）相对危险度（）相对危险度（relative risk，RR） p1=a/n1,为暴露组的率 p0=c/n0为非暴露组的率 RR反映了暴露组发病或死亡的危险是非暴露组的多少倍。1100/pa nR

33、Rpc n2022-3-7病例对照研究和队列研究602）特异危险度（）特异危险度（attributable risk，AR） AR反映了发病的危险特异地归因于暴露因素的程度。000(1)ARRRpppRR2022-3-7病例对照研究和队列研究613）特异危险度百分比（）特异危险度百分比（attributable risk percent，ARP或或 AR）或：或： AR说明在暴露者中由于暴露于某因素导致的发病或死亡占暴露者发病或死亡的百分比。101(%)100%ppARp1(%)100%RRARRR2022-3-7病例对照研究和队列研究624）人群特异危险度（）人群特异危险度（populati

34、on attributable risk，PAR）和人群）和人群特异危险度百分比（特异危险度百分比（PAR） PAR=p1-p0 式中p1表示全人群某病发病率或死亡率，p0为非暴露组的发病率或死亡率。 PAR是测量人群中由于暴露于某因素导致的发病率或死亡率。是测量人群中由于暴露于某因素导致的发病率或死亡率。 PAR是人群中因暴露于某因素所致的发病或死亡占人群发病或是人群中因暴露于某因素所致的发病或死亡占人群发病或死亡的百分比。死亡的百分比。101(%)100%ppPARp11(1)(%)100%(1) 1p RRPARp RR或：2022-3-7病例对照研究和队列研究63例例10.已知吸烟者肺癌年死亡率为0.96，非吸烟者肺癌年死亡率为0.07，全人群肺癌死亡率为0.56，吸烟者在全人群中所占的比例为0.55。各危险度指标计算如