临床流行病学2临床流行病学的研究设计类型课件

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临床流行病学的研究设计类型

(临床流行病学研究方法)

（第4、5、11章）第二讲

概述描述性研究分析性研究1临床流行病学的研究设计类型第二讲概述2观察性研究个案报道和病例分析描述性研究分析性研究实验性研究病例－对照研究队列研究现况调查纵向研究生态学研究随机对照试验交叉设计序贯试验2观察性研究个案报道和病例分析描述性研究分析性研究实验性3第一节概述一.误差(error)和偏倚(bias)误差(error)是指研究的测得值和真实值之间的偏离，包括随机误差和系统误差两类。随机误差（randomerror）是由抽样而产生的误差，可影响研究的精确性，一般可通过统计学方法予以估计或评价。系统误差（systematicerror），又称偏倚（bias），发生在研究的设计、实施、分析、推断等各阶段，可影响研究的有效性。3第一节概述一.误差(error)和偏倚(bias)4偏倚指的是研究设计、实施、分析和推断过程中存在的各种对暴露因素与疾病关系的错误估计，它系统地歪曲了暴露因素与疾病间的真实联系。偏倚是一种系统误差，它与随机误差不同，即使样本增加至无穷大，系统误差仍维持原样（图1）。偏倚的定义4偏倚指的是研究设计、实施、分析和推断过程中存在的各种对暴露5图15图16偏倚的种类

选择偏倚（selectionbias）

信息偏倚（informationbias）

混杂偏倚（confoundingbias）由混杂因素引起的。混杂因素：既与所研究疾病有关又与研究的暴露因素有关的因素6偏倚的种类选择偏倚（selectionbias）混杂因素的基本特点：

1）必须是所研究疾病的独立危险因素

2）必须与研究因素有关；

3）一定不是研究因素与疾病因果链上的中间变量7混杂因素的基本特点：78二.样本含量估计

2.检验效能(1-):

为第二类错误概率(即不拒绝实际上不成立的H0),值常是不知道的,但我们可以规定1-值.常取值1-=0.91-的意义:当H1为真时,假设检验能按α水准发现它的能力,也叫把握度.1-

越大需要样本量越大四个重要参数:1.检验水准(α):

第一类错误概率(即拒绝了实际上成立的H0)

α越小,需要的样本量越大,双侧检验比单侧检验需要的多8二.样本含量估计2.检验效能(1-)9

4.观察指标的总变异度,即变量的标准差()

指标的变异度越大,抽样误差越大,需要的样本量越多.

α,1-和

需要根据专业要求,研究者自己规定;

或

可根据资料或预实验用样本标准差或率来估计.3.实验的精度,即允许误差():

值可根据预实验或前人的研究结果确定

=1-2

或=1-2越小,需要的样本量越多94.观察指标的总变异度,即变量的标准差()10三.调查表设计调查表的设计:

是调查目的的具体体现,是调查研究工作中最关键的也是最难的一环.10三.调查表设计调查表的设计:11(1)说明部分:主要说明调查的目的、意义、调查结果的利用、调查内容的保密及对调查对象的感谢.(2)调查项目：

a.基本信息

b.人口学特征

c.研究项目(3)核查项目:

与调查目的无关,是用于调查质量控制的(4)填写指导:1.调查表的内容:11(1)说明部分:主要说明调查的目的、意义、调查结果的12(1)封闭式问题:

对每一个问题给出备选答案,让被调查者按所给答案选择.

优点:易于回答,资料汇总简单,可以定量分析.(2)开放式问题:

对问题答案不加任何限制,被调查者自由回答.

适用于事先难以确定回答范围或答案很多的,及预调查等.2.问题的形式12(1)封闭式问题:2.问题的形式13例1.吸毒者生存质量测定量表各位朋友:

首先对您深受吸毒之苦表示深深地同情,同时对您戒毒的决心表示钦佩.作为医生,我们愿意尽最大努力使您解除痛苦,当然这也需要您的积极配合.下面的生存质量测定就是为了从整体上了解您的身体状况,从而方便医生采取适宜的治疗和戒断措施.生存质量测定是目前国际上最流行的新方法,就象护士用体温计不断地测量您的体温一样,医生通过量表不断地测量您的生存质量即可了解您的总体健康状况,希望您支持与配合!

请先填您的一些基本情况,然后仔细阅读每一条目,根据最近一星期内您的实际情况或感觉(有无及轻重程度),在5个方格中选择一格.姓名(或编号)

性别

填表日期

填表次数

1.您感觉到自己精力下降,活动减慢吗?1没有2很轻3中等4较重5严重2.您食欲怎么样?1很差2差3不好也不差4好5很好3.您睡眠怎么样?1很差2差3不好也不差4好5很好谢谢您的支持与配合!13例1.吸毒者生存质量测定量表各位朋友:姓名(或编号)14例2吸毒者吸毒情况及社会影响因素调查表填表指导:

本调查是为了配合您的生存质量测定,进一步了解您吸毒的情况而设立的.不记名,请填写真实情况.一般情况

1.性别:男女

2.文化程度

①文盲②小学③中学④高中⑤大专以上二.吸毒情况

7.您第一次吸毒是何时?年月

9.主要用药方式①静脉注射②鼻吸③香烟吸④烟枪吸⑤口服

⑥其它三.家庭因素

30.家庭教育方式

①说服教育②责骂③打骂④放任自流⑤其它14例2吸毒者吸毒情况及社会影响因素调查表填表指导:本153.调查表中问题设计的一般原则(1)避免专业术语(2)避免语义模糊、笼统:您经常锻炼身体吗？(3)避免复合性或双重问题:您吸烟喝酒吗?(4)避免诱导性问题(5)问题要适合全部调查对象(6)问题的安排顺序要先一般后特殊,先易后难,敏感问题放最后(7)伦理问题:知情同意(informedconsent)

隐私(privacy)153.调查表中问题设计的一般原则(1)避免专业术语16第二节描述性研究

现况调查（crosssectionalstudy）也称横断面调查、现患调查1.目的和用途：描述疾病或健康状态的分布，提供病因线索考核防治措施的效果了解人群健康水平用于疾病监测16第二节描述性研究现况调查（crosssec17一种患病率的调查，一般不能反映发病情况提供的是病因线索2.特点3.类型普查抽样调查17一种患病率的调查，一般不能反映发病情况2.特点3.18

简单随机抽样系统抽样分层抽样整群抽样分级抽样随机化抽样方法18简单随机抽样随机化抽样方法194.样本含量估计决定现况研究(抽样调查)的样本大小的因素,主要包括:

预期现患率(P)

调查精确性,即允许误差(δ)

显著性水准(一类错误概率α)194.样本含量估计决定现况研究(抽样调查)的样本大小的20n=PQ/S2=t2PQ/d2(S=d/t)当d=0.1Pn=400*Q/P当d=0.15Pn=178*Q/P此公式适用于二项分布，阳性率在5%以上，最好在20%以下，超过此范围不适用，如果阳性率太低，则用poisson分布期望值可信限表20n=PQ/S2=t2PQ/d2(S=d/t)此21单纯随机抽样和系统抽样的样本含量估计对均数做抽样调查：N=(uασ/δ)2对率做抽样调查：N=(uα2pq)/δ2P=(p1+p2)/221单纯随机抽样和系统抽样的样本含量估计对均数做抽样调查225.常见偏倚及控制无应答偏倚回忆偏倚和报告偏倚测量偏倚调查员偏倚观察者偏倚225.常见偏倚及控制无应答偏倚23第三节分析性研究病例-对照研究Case-controlstudy23第三节分析性研究病例-对照研究2424252526实例美国波士顿Vincent纪念医院妇产科医师Herbst注意到1966-1969年,共发现7例15-22岁的病人患有阴道腺癌。1966年以前该院从未发现此类病人。而通常仅有2%的女性生殖系统癌症为阴道癌，腺癌仅占全部阴道癌的5-10%，且很少发生于50岁以下的妇女。26实例美国波士顿Vincent纪念医院妇产科医师Herb27

阴道局部刺激史：均否认使用任何阴道刺激物、阴道冲洗或阴道塞。性生活史：１人结婚，其他人否认性交史。服药：均否认服过避孕药。想到的因素的调查：27阴道局部刺激史：均否认使用任何阴道刺激物、阴道冲28一.基本原理选择患有特定疾病的人群作为病例组，以不患有该病但具有可比性的人群作为对照组，调查两组人群过去暴露于某种可能危险因素的比例，判断暴露危险因素是否与疾病有关联及其关联程度大小的一种观察性研究方法。28一.基本原理选择患有特定疾病的人群作为病例组，以不患有该29调查方向：收集回顾性资料-病例对照＋暴露疾病

-人数比较acdba/(a+c)b/(b+d)＋病例对照研究原理示意图29调查方向：收集回顾性资料-病例对照＋暴露疾病-人数比较30病例组：患有所研究疾病的人群对照组：未患有所研究疾病的人群暴露：指曾经接触过某种研究因素或具备某种特征。（如吸烟、接触粉尘、肥胖......）30病例组：患有所研究疾病的人群31二.病例对照研究的基本特点1属于观察法，不施加干预2设立对照3疾病与暴露的因果顺序是由果到因4只能判断暴露与疾病是否有关联及关联程度，不能作因果关系的最终结论31二.病例对照研究的基本特点1属于观察法，不施加干预32三.病例对照研究的用途1.

探索疾病的可疑危险因素在疾病病因不明时，可以广泛地筛选机体内外环境因素中的可疑危险因素。2.检验病因假说经过描述性研究或探索性病例对照研究，初步产生了病因假说后，可以应用设计精良的病例对照研究加以检验。3.

提供进一步研究的线索32三.病例对照研究的用途1.

探索疾病的可疑危险因素33四.病例对照研究的类型(一）病例-对照不匹配也称成组病例-对照研究在设计所规定的病例和对照人群中，分别抽取一定量的对象。对照数量≥病例组。33四.病例对照研究的类型(一）病例-对照不匹配

（二）匹配病例-对照研究

1.基本概念：匹配（matching）或称配比，即要求对照在某些因素或特征上与病例保持一致。

匹配的因素或特征必须是已知的混杂因子，或有充分理由怀疑为混杂因子，否则不应匹配。*混杂因子/混杂因素（confoundingfactor）：既与所研究疾病有关又与研究的暴露因素有关的因素（二）匹配病例-对照研究2.匹配类型：

1）频数匹配（frequencymatching)要求配比的因素所占的比例，两组一致。如病例组要求男女各占50%，65岁以上占1/3，那么对照组也如此；

2）个体配比（individualmatching)以个体为单位匹配。1:1配对，1:2、1:3、1:4匹配常用的匹配因素为年龄、性别等2.匹配类型：五.病例-对照研究的实施步骤资料分析、结果解释

资料收集、质量控制病例、对照的选择，样本量估计确定研究设计类型明确研究目的，建立假设五.病例-对照研究的实施步骤资料分析、结果解释资料收集、371.明确目的广泛探索危险因素还是检验某个病因假设371.明确目的广泛探索危险因素38Cases2.病例的来源和选择来源一个人群中的某病的全部病例一个人群中的某病病例的一个随机样本一个或多个医院的某病病例选择诊断明确，诊断标准要标准、统一新发病例现患病例38Cases2.病例的来源和选择来源39Controls3.对照的来源和选择来源一个人群中未患病的全部个体从一个人群中未患病个体中随机抽取从住院病人中随机选取从病例的邻居中按照一定规则选取选择未患所研究疾病及相关疾病按照事先规定条件选取39Controls3.对照的来源和选择来源病例对照一个医院所有已诊断的病例同个医院内患其他病的病例一个门诊部所有已诊断的病例同个门诊部诊断的其他病例多个医院或门诊部诊断的病例多个医院或门诊部诊断的其他病例在人群中普查或抽查出的所有病例在人群中抽查的非病例社会团体中所有诊断的病例社会团体中抽样的非病例以上任何方法选出的病例病例的配偶、同胞、同事、亲朋、同班同学等病例和对照的选择来源病例对照一个医院所有已诊断的病例同个医院内患其注意

1.病例的来源决定了对照的来源

2.对照一方面要代表产生病例的人群，另一方面要与病例有可比性正确地选择对照，是病例-对照研究的精髓注意正确地选择对照，是病例-对照研究的精髓424.样本含量估计需要参数：

人群中暴露于该研究因素的比例，即对照组的暴露率（P0)

估计与该研究因素有关的相对危险度(RR)或暴露比值比(OR)

第一类错误概率（）第二类错误概率（）P1=(OR*P0/(1-P0+OR*P0)(1)

成组设计：424.样本含量估计需要参数：人群中暴露于该研究因43(2)1:1配比设计①

求出病例与对照暴露状态不一致的对子数（m）②

再求调查所需总对子数（M）M=m/PePe=P0(1-P1)+P1(1-P0)P=OR/(1+OR)43(2)1:1配比设计①求出病例与对照暴露状态不一44因素的选定：包括所研究的因素、其他可疑因素和可能的混杂因素。因素的规定：调查前有明确的规定（定量、分级）因素的收集：病例组与对照组的调查项目相同。最好有记录或材料作依据。客观指标更好。ExposedUnexposed5.暴露的测量44因素的选定：包括所研究的因素、其他可疑因素和可能的混杂因456.资料收集方法（1）询问:包括面询、函询、电话询问、计算机辅助询问、自填问卷。（2）查阅记录:包括出生、疾病死亡、健康体检记录等。（3）测量:包括测量各种指标，如机体、环境的测量，区域、个体采样器监测、生物监测，血清学、组织学分析等。（4）现场观察:根据研究需要，赴现场观察，收集有关信息。456.资料收集方法（1）询问:包括面询、函询、电话询问六、资料分析与结果解释（一）资料的分析表病例对照研究资料整理表暴露或特征

病例组对照组合计+–acbda+b=n1c+d=n0合计a+c=m1b+d=m0a+b+c+d=t表1成组病例-对照研究资料整理表1.成组资料分析六、资料分析与结果解释（一）资料的分析表病例卡方检验:计算比值比(OddsRatio):OR值的95％可信区间＝（2)

单因素分析：（3）多因素分析：非条件Logistic回归

（1）两组基线资料比较（均衡性检验）卡方检验:计算比值比(OddsRatio):OR值的95％例：2=7.7095%CI:1.26~3.8448例：2=7.7095%CI:1.26~3.8448对照组病例组合计对子数+—+—acbda+bc+d合计对子数a+cb+dt表21:1配比病例-对照研究资料整理表2.配比资料(1:1)资料的分析（1）资料整理对照组病例组合计对子数+—+aba+b合计对子数a+cb+d50卡方检验:OR值的95％可信区间＝比值比

(oddsratio):OR=c/b（2）单因素分析：

（3）多因素分析：条件Logistic回归50卡方检验:OR值的95％可信区间＝比值比OR=c/b（1.OR的含义：暴露组的疾病危险性为非暴露组的多少倍。OR>1：暴露因素的存在使疾病危险度增加，为正关联；OR<1：暴露因素的存在使疾病危险度减少，为负关联；OR=1：无关联。（二）结果的解释多因素分析后的结果，更有意义！2.OR值的可信区间：3.单因素和多因素分析结果1.OR的含义：暴露组的疾病危险性为非暴露组的多少倍。（二）52七.病例对照研究中的偏倚及其防止选择偏倚入院率偏倚现患偏倚信息偏倚回忆偏倚调查偏倚混杂偏倚选择偏倚的控制从多个医院或人群中选择病例选择新发病例信息偏倚的控制采用病人作为对照调查员培训混杂偏倚的控制分层分析多因素分析52七.病例对照研究中的偏倚及其防止选择偏倚选择偏倚的控制53八.病例对照研究方法的优缺点

优点适用于罕见病的研究；对于慢性病可以较快地评估危险因素；省时、省力、省人力；既可检验较明确的病因假设，又可探索不明确的因素53八.病例对照研究方法的优缺点优点54不适用于暴露比例很低的因素，因为需要样本量太大；难以避免选择偏性；难以避免回忆偏性；混杂的影响较难控制；暴露与疾病的时间先后，有时难以判断

局限性：54不适用于暴露比例很低的因素，因为需要样本量太大；局限性55实例VincentMemorialHospital,Dr.Herbstetal.1966-1969年,该院发现7个15-20岁的病人患有阴道腺癌。1966年以前该院从未发现此类病人。而通常仅有2%的女性生殖系统癌症为阴道癌，腺癌仅占全部阴道癌的5-10%，且很少发生于50岁以下的妇女。想到的因素的调查：阴道局部刺激史：均否认使用任何阴道刺激物、阴道冲洗或阴道塞。性生活史：１人结婚，其他人否认性交史。服药：均否认服过避孕药。55实例VincentMemorialHospital,56采用病例对照研究的方法：病例组：病人（7+1）及其母亲对照组：按1:4匹配的对照者及其母亲匹配要求：同病房出生，时间≤５天，离病人出生时间最近。统一调查员、调查表，资料用x２和配对t检验分析。结果:在比较的诸多因素中有三个因素有显著性差别,母亲怀孕期间使用过己烯雌酚激素治疗与发病的关联非常显著(P<0.00001),其它两个因素是母亲以前流产史和此次怀孕阴道出血史.56采用病例对照研究的方法：575758队列研究Cohortstudy58队列研究Cohortstudy5959606061特定人群范围内的研究对象暴露状况研究开始前瞻性收集结局事件发生的资料暴露组非暴露组病人非病人病人非病人队列研究的结构模式图一.原理61特定人群范围内的研究对象暴露状况研究开始前瞻性收集结局事62二.特点属于观察法，不施加干预设立对照由因到果；前瞻性确证暴露与疾病的因果关系，能计算发病率62二.特点属于观察法，不施加干预63三.研究类型前瞻性队列研究历史性队列研究双向性队列研究63三.研究类型前瞻性队列研究64时间顺序

过去

现在

将来

历史性队列双向性队列前瞻性队列回顾性收集已有的历史资料回顾性收集已有的历史资料继续前瞻性收集资料前瞻性收集资料队列研究类型示意图64时间顺序过去现在将来历史性队列双向性队列前瞻性队65四.选择队列研究方法的指征1.有明确的研究目的和检验假设；2.所研究疾病的发病率或死亡率一般不应低于5‰；3.要有把握获得观察人群的暴露资料；4.要有确定发病或死亡等结局的简便而可靠的手段；5.要有足够数量的观察人群；6.要有足够的人力、物力和财力。65四.选择队列研究方法的指征1.有明确的研究目的和检66五.队列研究的实施成果（论文、政府决策）资料分析（暴露组/非暴露组）随访队列、发现健康问题确定研究队列收集基线资料（主观、客观）66五.队列研究的实施成果（论文、政府决策）资料分析（暴露671.确定研究因素

研究因素在队列研究中常称为暴露因子或暴露变量，在研究中要考虑如何选择、规定和测量。一般应对暴露因素进行定量，除了暴露水平以外，还应考虑暴露的时间，以估计累积暴露剂量。同时还要考虑暴露方式。

671.确定研究因素研究因素在队列研究中常称为暴露因子或682.确定研究结局

结局变量（outcomevariable）是指随访观察中将出现的预期结果事件，也即指研究者预期的结果事件。也叫结果变量，简称为结局。常用的有：1）发病；2）死亡；3）化验指标。682.确定研究结局结局变量（outcomevaria693.确定研究人群

研究对象必须是未患某研究结局疾病的人群暴露人群的选择职业人群特殊暴露人群一般人群有组织的人群团体对照人群的选择内对照外对照总人口对照多重对照693.确定研究人群研究对象必须是未患某研究结局疾病的人704.确定样本大小影响样本含量的几个因素

1.一般人群中所研究疾病的发病率p02.暴露组与对照组人群发病率之差3.要求的α值4.效力（power）又称把握度（1-β）704.确定样本大小影响样本含量的几个因素71样本含量的计算式中p1与p0分别代表暴露组与对照组的预期发病率，为两个发病率的平均值，q=1-p，Zα和Zβ为标准正态分布下的面积，可查表求得。71样本含量的计算式中p1与p0分别代表暴露组与对照组的预72收集三方面的资料：暴露、结局、混杂因素

(1)获取基线信息（baselineinformation）查阅记录或档案、访问、体格检查、环境调查与检测。

(2)

随访的对象和内容

暴露组和对照组同等、同时地随访，直至观察终止期。

(3)观察终点（endpoint）和观察终止时间指观察对象出现了预期的结果，到期此就不再继续观察该对象了。常为规定的疾病的发生或死亡。5.资料的收集—追踪或随访72收集三方面的资料：暴露、结局、混杂因素5.资料736.统计分析常用的指标率：累积发病率（CI）、发病密度（ID）、标化率及标化死亡比（SMR）暴露与疾病关联强度指标：相对危险度（RR）、归因危险度（AR）、人群归因危险度736.统计分析常用的指标率：累积发病率（CI）、发病密度74病例非病例合计暴露组ABA+B=n1非暴露组CDC+D=n0合计A+C=m1B+D=m0A+B+C+D效应的估计

相对危险度（RR）,也叫率比（ratesratio）暴露组发病或死亡的危险是非暴露组的多少倍。74病例非病例合计暴露组ABA+B=n1非暴露组CDC+D=75效应的估计

归因危险度（AR）又叫率差（ratedifference,RD）是暴露组发病率与对照组发病率相差的绝对值，它表示危险特异地归因于暴露因素的程度。AR=Ie-I0=I0（RR-1）75效应的估计归因危险度（AR）又叫率差（rated76归因危险度百分比（AR%）是指暴露人群中的发病或死亡归因于暴露的部分占全部发病或死亡的百分比。

AR%=（Ie—I0）Ie100%76归因危险度百分比（AR%）是指暴露人群中的发病或死亡777.队列研究中的偏倚及其防止常见的偏倚1）选择性偏倚（selectionbias）2）失访偏倚（losttofollow-up）3）信息偏倚（informationbias）4）混杂偏倚（confoundingbias）777.队列研究中的偏倚及其防止常见的偏倚788.队列研究的优缺点

(1)可以直接获得暴露组与非暴露组的发病率或死亡率，因而可以直接估计相对危险度(2)由于原因发生在前，结局发生在后，故检验病因假说的能力较强，可证实病因联系。“因-果”(3)有助于了解疾病的自然史并且可以获得一种暴露与多种疾病结局的关系。“一因-多果”(4)所收集的资料完整可靠，不存在回忆偏倚。优点788.队列研究的优缺点(1)可以直接获得暴露组与非暴露79一次研究可有多个结局吸烟吸烟

慢性支气管炎冠心病肺癌79一次研究可有多个结局吸烟吸烟慢性支气管炎冠心病肺癌80(1)不适用于发病率很低的疾病的研究，因为需要的对象数量太大；(2)容易有失访偏性；(3)费时、费力、费钱，后勤工作艰巨；(4)相对来说，研究的设计要求更严密，资料的收集和分析也增加了一定的难度。缺点/局限性80