流行病学研究中常见的偏倚及其控制

1、1第九章第九章 流行病学研究中常见的偏倚及其控制流行病学研究中常见的偏倚及其控制武汉大学公共卫生学院武汉大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系流行病与卫生统计学系向向 浩浩2第一节第一节 偏倚的概念偏倚的概念一、研究结果的误差和真实性一、研究结果的误差和真实性 在流行病学研究中，无论采用何种研究方法，均在流行病学研究中，无论采用何种研究方法，均须考虑研究结果的真实性问题。须考虑研究结果的真实性问题。 但是由于各种因素的影响，研究结果与真实情况但是由于各种因素的影响，研究结果与真实情况存在差异，有时还会得出完全错误的结论。存在差异，有时还会得出完全错误的结论。3一、研究结果的误差和真实性一、研究结

2、果的误差和真实性 真实性是指研究收集的数据、分析的结果和所真实性是指研究收集的数据、分析的结果和所得出结论与客观实际的符合程度。也就是研究所得出结论与客观实际的符合程度。也就是研究所做出的推论的可靠程度。做出的推论的可靠程度。 流行病学的真实性有内部真实性和外部真实性流行病学的真实性有内部真实性和外部真实性两层含义。两层含义。4一、研究结果的误差和真实性一、研究结果的误差和真实性 内部真实性：研究结果能准确反映目标人群真实状内部真实性：研究结果能准确反映目标人群真实状况的程度。况的程度。 增加研究对象的同质性，限制研究对象的类型和增加研究对象的同质性，限制研究对象的类型和研究的环境条件等措施可

3、改善内部真实性。研究的环境条件等措施可改善内部真实性。5一、研究结果的误差和真实性一、研究结果的误差和真实性 外部真实性：研究结果被外推至不同时间、不同外部真实性：研究结果被外推至不同时间、不同地区和不同特征人群的程度。地区和不同特征人群的程度。 增加研究对象的异质性，使研究对象的代表性范增加研究对象的异质性，使研究对象的代表性范围扩大，可改善外部真实性。围扩大，可改善外部真实性。6 误差误差 指对事物某一特征的度量值偏离真实值的指对事物某一特征的度量值偏离真实值的部分，即观察值与真实值之差。部分，即观察值与真实值之差。 分类分类 随机误差随机误差 系统误差系统误差一、研究结果的误差和真实性一

4、、研究结果的误差和真实性7随机误差随机误差定义定义 由于多种无法控制及不能预测的因素引起的由于多种无法控制及不能预测的因素引起的一类表现不恒定、随机变化的误差。一类表现不恒定、随机变化的误差。特点特点 没有固定方向和固定大小没有固定方向和固定大小 一般呈正态分布一般呈正态分布一、研究结果的误差和真实性一、研究结果的误差和真实性8 系统误差系统误差定义定义 指研究过程中，由一些可控制的因素引起的使指研究过程中，由一些可控制的因素引起的使研究结果或推论偏离真实情况的误差。研究结果或推论偏离真实情况的误差。特点特点 具有单方向性具有单方向性 可高于真值，也可低于真值可高于真值，也可低于真值一、研究结

5、果的误差和真实性一、研究结果的误差和真实性9举例：举例：用动脉血压计测量某人血压，各次读数的均值为用动脉血压计测量某人血压，各次读数的均值为100mmHg100mmHg，系统误差和随机误差可用以下图示，系统误差和随机误差可用以下图示随机误差随机误差80100舒张压舒张压（mmHg）系统误差系统误差发发生生频频次次图图1 1 血压计法测量舒张压值的分布血压计法测量舒张压值的分布10二、偏倚的概念二、偏倚的概念定义定义 偏倚偏倚(Bias)是在研究的设计、实施、分析阶段发是在研究的设计、实施、分析阶段发生的系统误差。生的系统误差。特点特点 是影响流行病学内部真实性的主要原因。是影响流行病学内部真实

6、性的主要原因。 具有方向性，夸大真实值为正偏倚，缩小真实值具有方向性，夸大真实值为正偏倚，缩小真实值为负偏倚为负偏倚分类分类 选择偏倚，信息偏倚，混杂偏倚选择偏倚，信息偏倚，混杂偏倚11一一 选择偏倚的概念选择偏倚的概念 选择偏倚选择偏倚(selection bias)指由于研究对象与目标人群的指由于研究对象与目标人群的特征存在着系统误差，使效应估计值与真值之间发生的特征存在着系统误差，使效应估计值与真值之间发生的偏差。偏差。 是研究者在挑选研究人群时由于选择条件受限制或设计是研究者在挑选研究人群时由于选择条件受限制或设计失误所造成的。既可产生与研究开始选择研究对象的时失误所造成的。既可产生与

7、研究开始选择研究对象的时候，也可产生与收集资料过程中出现失访或无应答。常候，也可产生与收集资料过程中出现失访或无应答。常见于现况研究、病例对照研究与回顾性队列研究。见于现况研究、病例对照研究与回顾性队列研究。 第二节第二节 选择偏倚选择偏倚12 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类 入院率偏倚入院率偏倚现患现患-新发病例偏倚新发病例偏倚无应答偏倚无应答偏倚志愿者偏倚志愿者偏倚检出征候偏倚检出征候偏倚时间效应偏倚时间效应偏倚排除偏倚排除偏倚失访偏倚失访偏倚易感性偏倚易感性偏倚13 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类1 1、入院率偏倚入院率偏倚 又称伯克森偏倚，是以医院为基础的病例对

8、照研究又称伯克森偏倚，是以医院为基础的病例对照研究中，由于各比较组中患不同疾病的入院率不同所造成的中，由于各比较组中患不同疾病的入院率不同所造成的偏倚。偏倚。产生的条件产生的条件病例来自到某时期某医院就诊的病例来自到某时期某医院就诊的A病病例，对照取自同病病例，对照取自同期在同一所医院就诊的期在同一所医院就诊的B病病例病病例 A、B两种疾病由于各种原因存在不同的入院率两种疾病由于各种原因存在不同的入院率暴露于研究因素暴露于研究因素X者也有稳定的入院率，且与者也有稳定的入院率，且与A、B无关无关14举例：社区中肝硬化、支气管炎两病的患者各为举例：社区中肝硬化、支气管炎两病的患者各为1000人，人

9、，暴露于乙肝的概率均为暴露于乙肝的概率均为20%，以此数据进行病例对照研究可，以此数据进行病例对照研究可得到：得到：暴露（有乙肝）暴露（有乙肝）非暴露（无乙非暴露（无乙肝）肝）合计合计病例组病例组(肝硬化肝硬化)2008001000对照组对照组(支气管炎支气管炎)2008001000表一表一 以社区为基础的乙肝与肝硬化关系的病例对照研究以社区为基础的乙肝与肝硬化关系的病例对照研究15假设上述病例组和对照组按照肝硬化入院率假设上述病例组和对照组按照肝硬化入院率30%、支气管炎入、支气管炎入院率院率60%，乙肝入院率为，乙肝入院率为40%的比例到医院就医。的比例到医院就医。肝硬化合并肝硬化合并乙肝

10、的入院人数乙肝的入院人数=200=200* *0.3+0.3+（200-200200-200* *0.30.3）* *0.4=1160.4=116肝硬化不合并乙肝的人员人数肝硬化不合并乙肝的人员人数=800=800* *0.3=2400.3=240支气管炎合并乙肝的入院人数支气管炎合并乙肝的入院人数=200=200* *0.6+0.6+（200-200200-200* *0.60.6）* *0.4=1520.4=152支气管炎不合并乙肝的入院人数支气管炎不合并乙肝的入院人数=800=800* *0.6=4800.6=480暴露（有乙肝）暴露（有乙肝） 非暴露（无乙非暴露（无乙肝）肝）合计合计乙

11、肝暴露乙肝暴露率率(%)病例组病例组(肝硬化肝硬化)11624035632.6对照组对照组(支气管炎支气管炎6表二表二 以医院为基础的乙肝与肝硬化关系的病例对照研究以医院为基础的乙肝与肝硬化关系的病例对照研究16入院率偏倚产生的具体原因：入院率偏倚产生的具体原因： 医院的技术专长、患者病情的轻重、服用药物、住医院的技术专长、患者病情的轻重、服用药物、住院的难度、患者对疾病的认识、地位与经济状况、院的难度、患者对疾病的认识、地位与经济状况、就诊的方便程度等因素都会引起疾病入院率的不同。就诊的方便程度等因素都会引起疾病入院率的不同。17 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的

12、常见种类2 2、现患现患-新发病例偏倚新发病例偏倚 又称奈曼偏倚，在病例对照研究中，用于研究的又称奈曼偏倚，在病例对照研究中，用于研究的通常是现患病例，而不包括死亡病例或者病程短、通常是现患病例，而不包括死亡病例或者病程短、轻型、不典型的病例轻型、不典型的病例，由此而所产生的系统误差。，由此而所产生的系统误差。如：如：FriedmanFriedman等人进行的心血管疾病的研究中发现，等人进行的心血管疾病的研究中发现，队列研究中，高胆固醇水平者患冠心病的队列研究中，高胆固醇水平者患冠心病的OROR值为值为2.42.4，而在病例对照研究中，病例组与对照组无明，而在病例对照研究中，病例组与对照组无明

13、显差别显差别OROR为为1.161.16。18现患现患-新发病例偏倚具体原因：新发病例偏倚具体原因：1、现患病例不能代表疾病的总体；、现患病例不能代表疾病的总体；2、患病还可能与预后因素有关，从而歪曲联系；、患病还可能与预后因素有关，从而歪曲联系；3、病程长的病例会改变生活习惯，使关联发生因果、病程长的病例会改变生活习惯，使关联发生因果倒置。倒置。19 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类3 3、无应答偏倚无应答偏倚 调查研究中那些因各种原因不回答或不能回答所调查研究中那些因各种原因不回答或不能回答所提出问题的人、不依研究设计接受治疗者人称为无提出问题的人、不依研究设计接受治疗者人称为无

14、应答者。应答者。 无应答者在某些与研究有关的特征上与应答者无应答者在某些与研究有关的特征上与应答者存在的系统误差称为无应答偏倚。存在的系统误差称为无应答偏倚。204 4 志愿志愿者偏倚者偏倚 志愿参加观察的研究者同非志愿者在关心健康、志愿参加观察的研究者同非志愿者在关心健康、注意饮食卫生及营养食疗、禁烟禁酒、坚持锻炼等注意饮食卫生及营养食疗、禁烟禁酒、坚持锻炼等方面有差异，因志愿者常被入选为观察对象，而非方面有差异，因志愿者常被入选为观察对象，而非志愿者常被落选，故这样的观察或研究结果肯定有志愿者常被落选，故这样的观察或研究结果肯定有选择偏倚选择偏倚 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类

15、21 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类5、检出征候偏倚、检出征候偏倚 某因素与某疾病虽无关联，但该因素可引发该病某因素与某疾病虽无关联，但该因素可引发该病的某些症状或体征。暴露于该因素者可因上述症状或的某些症状或体征。暴露于该因素者可因上述症状或体征到医院就诊，其中的患者因此而提早确诊，使暴体征到医院就诊，其中的患者因此而提早确诊，使暴露于该因素的人群有较高的该病检出率，以致得出该露于该因素的人群有较高的该病检出率，以致得出该因素与该病相关的错误结论。因素与该病相关的错误结论。226 6 时间效应偏倚时间效应偏倚 许多慢性病（如恶性肿瘤、冠心病）自接触许多慢性病（如恶性肿瘤、冠心病）

16、自接触有效暴露（内、外环境的危险因素）之日起至出有效暴露（内、外环境的危险因素）之日起至出现临床症状止，其间经过一段漫长的潜隐过程；现临床症状止，其间经过一段漫长的潜隐过程；在此期间他们实际上是有暴露史但未出现症状，在此期间他们实际上是有暴露史但未出现症状，用现有检测手段未能发现有症状的病人；但由于用现有检测手段未能发现有症状的病人；但由于无明显的症状，因此常被错误地归入健康对照组无明显的症状，因此常被错误地归入健康对照组内内 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类237 7 排除偏倚排除偏倚 在研究对象的确定过程中，没有按照对等的原在研究对象的确定过程中，没有按照对等的原则或标准，自观察

17、组或对照组中排除某些研究对象，则或标准，自观察组或对照组中排除某些研究对象，这样所导致的因素与疾病之间的联系的错误估计。这样所导致的因素与疾病之间的联系的错误估计。 二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类24二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类8 8、失访偏倚失访偏倚 失访指研究对象因各种原因从原定的研究计划中失访指研究对象因各种原因从原定的研究计划中退出。失访者在某些与研究有关的特征上与未失访退出。失访者在某些与研究有关的特征上与未失访者存在的系统误差。者存在的系统误差。 失访偏倚只发生于随访性质的研究中。如队列研失访偏倚只发生于随访性质的研究中。如队列研究、实验研究、预后研究。究

18、、实验研究、预后研究。25二二 选择偏倚的常见种类选择偏倚的常见种类9 9、易感性偏倚、易感性偏倚 在观察性研究中（多在队列研究），由于样本人在观察性研究中（多在队列研究），由于样本人群与总体人群之间或对比组人群之间对所研究疾病群与总体人群之间或对比组人群之间对所研究疾病的易感性不同而引起的偏倚。的易感性不同而引起的偏倚。 如如 “健康工人效应健康工人效应”26三三 选择偏倚的控制选择偏倚的控制1 1、对整个研究过程中可能会出现的各种偏倚有充分的、对整个研究过程中可能会出现的各种偏倚有充分的了解和掌握。了解和掌握。2 2、严格掌握研究对象的纳入与排除的标准。、严格掌握研究对象的纳入与排除的标准

19、。3 3、在研究中尽量取得研究对象的合作，以获得尽可能、在研究中尽量取得研究对象的合作，以获得尽可能高的应答率，减少无应答率以及失访和中途退出。高的应答率，减少无应答率以及失访和中途退出。4 4、尽量采用多种对照。、尽量采用多种对照。27病例对照研究中的注意事项：病例对照研究中的注意事项：1、病例和对照应来自同一总体人群、病例和对照应来自同一总体人群2、尽量采用以人群为基础的病例和对照来源、尽量采用以人群为基础的病例和对照来源3、尽量选择新发病例、尽量选择新发病例28实施阶段：实施阶段： 通过多种措施，提高应答率，减少失访通过多种措施，提高应答率，减少失访分析阶段：分析阶段： 均衡性检验均衡性

20、检验 通过统计学方法进行处理通过统计学方法进行处理29第三节第三节 信息偏倚信息偏倚一一 信息偏倚的概念信息偏倚的概念 又称观察偏倚，指在研究的实施阶段从研究对象又称观察偏倚，指在研究的实施阶段从研究对象获取信息时所产生的系统误差。获取信息时所产生的系统误差。特点特点在各类流行病学研究中均可发生。在各类流行病学研究中均可发生。既可来自研究对象、研究者本身，也可来自用于测既可来自研究对象、研究者本身，也可来自用于测量的仪器、设备、方法等。量的仪器、设备、方法等。30 二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类回忆偏倚回忆偏倚报告偏倚报告偏倚诊断怀疑偏倚诊断怀疑偏倚暴露怀疑偏倚暴露怀疑偏倚错误分类

21、偏倚错误分类偏倚测量偏倚测量偏倚发表偏倚发表偏倚31二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类 1 1、回忆偏倚、回忆偏倚 研究对象在回忆以往发生的事件时，由于记忆失真或不完研究对象在回忆以往发生的事件时，由于记忆失真或不完整在准确性和完整性上的差异所致的系统误差。整在准确性和完整性上的差异所致的系统误差。原因：原因：调查的事件或因素发生的频率太低而容易被遗忘调查的事件或因素发生的频率太低而容易被遗忘很久以前发生的事情，研究对象记忆不清很久以前发生的事情，研究对象记忆不清对调查内容关心程度不同，回忆的认真程度有差异对调查内容关心程度不同，回忆的认真程度有差异32表三表三 类风湿性关节炎家族史调

22、查结果类风湿性关节炎家族史调查结果关节炎关节炎病例组（病例组（%）病例同胞兄弟姐妹（病例同胞兄弟姐妹（%）对照组（对照组（%）双亲均无双亲均无275055双亲之一有双亲之一有584237双亲均有双亲均有1588二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类33二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类2 2、报告偏倚、报告偏倚 研究对象的有意做假所造成，即有意的夸大或缩研究对象的有意做假所造成，即有意的夸大或缩小某些信息而导致的偏倚，亦被称作说谎偏倚。小某些信息而导致的偏倚，亦被称作说谎偏倚。 如调查某些敏感问题或者临床疗效研究。如调查某些敏感问题或者临床疗效研究。34二二 信息偏倚的常见种类信息

23、偏倚的常见种类3 3、诊断怀疑偏倚、诊断怀疑偏倚 易发生在前瞻性研究。指研究者在诊断疾病时易发生在前瞻性研究。指研究者在诊断疾病时对暴露组采取了比非暴露组更认真的方法和态度，对暴露组采取了比非暴露组更认真的方法和态度，致使暴露者更易做出某疾病诊断的情况。致使暴露者更易做出某疾病诊断的情况。 如对暴露组或实验组进行非常细微的检查，而对如对暴露组或实验组进行非常细微的检查，而对非暴露组或对照组则不然，从而使研究结果出现偏非暴露组或对照组则不然，从而使研究结果出现偏差。多见于临床试验或队列研究。差。多见于临床试验或队列研究。35二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类 4 4、暴露怀疑偏倚、暴露怀

24、疑偏倚 易发生于病例对照研究中，指研究者在收集病例组易发生于病例对照研究中，指研究者在收集病例组和对照组的暴露信息时采取了不同的方法和态度，和对照组的暴露信息时采取了不同的方法和态度，致使病例组比对照组更易获得某暴露信息的情况。致使病例组比对照组更易获得某暴露信息的情况。36二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类5 5、错误分类偏倚、错误分类偏倚 指由于判断疾病或暴露的标准不明确或方法不当，指由于判断疾病或暴露的标准不明确或方法不当，未能准确地判断患病或暴露，并由此带来研究信息未能准确地判断患病或暴露，并由此带来研究信息的偏差。的偏差。37 两种结果两种结果无差异性错误分类（均衡性）无差异

25、性错误分类（均衡性） 暴露或疾病的错误分类同研究分组无关，各比暴露或疾病的错误分类同研究分组无关，各比较组间不存在差异；在多数情况下模糊了研究较组间不存在差异；在多数情况下模糊了研究组的差异，使组的差异，使OROR偏低偏低差异性错误分类（非均衡性）差异性错误分类（非均衡性） 暴露或疾病的错误分类同研究分组有关，各比暴露或疾病的错误分类同研究分组有关，各比较组间存在差异；造成高估或低估效应值较组间存在差异；造成高估或低估效应值38 OR= (6060)/(4040)=2.3 OR= (4868)/(5232)=2.0 差异性错误分类 研研究究真真实实数数据据 错错误误分分类类数数据据 高脂肪膳食

26、 低脂肪 膳食 高脂肪膳食 低脂肪 膳食 心肌梗死 60 40 心肌梗死 60 40 对 照 40 60 对 照 32 68 OR= (6060)/(4040)=2.3 OR= (6068)/(4032)=3.2 图4 无差异性错误分类和差异性错误分类的示例 无差异性错误分类 研研究究真真实实数数据据 错错误误分分类类数数据据 高脂肪膳食 低脂肪 膳食 高脂肪膳食 低脂肪 膳食 心肌梗死 60 40 心肌梗死 48 52 对 照 40 60 对 照 32 68 OR= (6060)/(4040)=2.3 OR= (4868)/(5232)=2.0 差异性错误分类 研研究究真真实实数数据据 错错

27、误误分分类类数数据据 39二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类 6 6、测量偏倚、测量偏倚 研究过程中所使用的仪器、试剂、方法、条件研究过程中所使用的仪器、试剂、方法、条件的不标准、不统一，或研究指标不合理造成的研究的不标准、不统一，或研究指标不合理造成的研究结果系统地偏离真值的现象。结果系统地偏离真值的现象。 所用调查表设计的科学性，记录是否完整，调查人所用调查表设计的科学性，记录是否完整，调查人员对工作的认真程度以及访问方式态度等，也可以员对工作的认真程度以及访问方式态度等，也可以产生测量偏倚。产生测量偏倚。40二二 信息偏倚的常见种类信息偏倚的常见种类7 7、发表偏倚、发表偏倚 指

28、阳性结果的研究比阴性结果的研究更易得到发指阳性结果的研究比阴性结果的研究更易得到发表，使人们从公开发表的材料上获得的信息与真实表，使人们从公开发表的材料上获得的信息与真实情况的偏差。情况的偏差。41三三 信息偏倚的控制信息偏倚的控制明确资料收集方法和严格质量控制明确资料收集方法和严格质量控制尽可能采用盲法收集资料尽可能采用盲法收集资料采用客观指标的信息采用客观指标的信息采用调查技巧避免回忆偏倚采用调查技巧避免回忆偏倚资料校正资料校正42第四节第四节 混杂偏倚混杂偏倚混杂因素混杂因素 与研究的因素和研究的疾病均有关，若在比较的与研究的因素和研究的疾病均有关，若在比较的人群组中分布不均可以掩盖或夸大因素与疾病之间人群组中分布不均可以掩盖或夸大因