第三讲 10章 因果推断2010-handout

1、第三讲 研究设计及统计分析第十章 探讨护理现象因果关系,首都医科大学护理学院 吴瑛,主要内容,第一节 因果推断,是指对护理学研究中发现的某因素与某种护理现象发生之间的关系，做出是否为因果关系的推断,因果推断的步骤,统计学联系,因素与疾病无关,偏倚或机会,混杂偏倚,因果 关系的8标准 分析,不满意,虚假联系,间接联系,非因果联系,因果联系,满意,直接因果联系,间接因果联系,文献评价,冠心病患者眼部的脂肪瘤,认识程度的不同,统计学联系，非影响因素,因果关系的8标准分析,联系的时间性先因后果 联系的强度：OR、 RR 联系的特异性 联系的重复性 因素与疾病的分布一致性 剂量反应关系 实验证据 联系的

2、合理性,包括剂量关系,反证成立,只要因素出现，结果出现,因果推断研究的基本思路,描述流行病学 （横断面研究、 生态学研究等）,临床资料 （临床观察、诊疗 记录、病理等）,建立假设,分析流行病学 检验假设,实验流行病学 （检验假设）,因果推断,第二节 因果研究主要方法,因果研究常用研究设计,各种因果研究设计的证据强度,一、病例或病例系列研究,（一）适用范围 罕见病例/罕见的护理现象新、稀、奇特 （二）研究设计构架与步骤 明确报告病例的诊断、诊断手段及诊断依据 确定资料收集的范围 完整、齐全 资料收集方法：定量和定性相结合 深入访谈、关键事件法、也可以借助各种测量方法或工具进行各种测量 （三）资料

3、的整理和分析定性分析,二、横断面 设计,三、病历对照研究Case-Control,从果到因的研究 、回顾性研究 优点： 非常适合于罕见疾病和长潜伏期疾病的病因研究 省时、省人力、省物力，能充分地利用资料信息； 只需较少的研究对象即可进行 一次研究可探讨多种可疑因素 缺点： 研究中选择性偏倚和回忆偏倚控制的难度大； 对照组的选择较困难； 难以完全控制外部变量,从三个方面讨论,（三）资料整理与分析,（二）设计构架与步骤,（一）适用 范围,初步验证 因果假设,有RF,无RF,有RF,无RF,非病例总体,病例总体,样本 病例组,样本 对照组,过去或现在,现在,1. 病例对照研究设计构架,2. 病例对照

4、研究设计步骤,第一步 明确研究目的，确立研究因素 广泛探索危险因素为目的 检验某个病因假设为目的 第二步 选择研究场所 来自于人群 来自于医院 第三步 选择研究对象、设立对照 病例选择诊断、纳入和排除标准 确定及选择对照,case,control,连续入组弥补方便取样的弊端,（1）诊断标准及纳入标准,诊断标准应该选择能够正确区分病人和非病人的公认的诊断标准 纳入标准是指：规定研究总体，包括人口学特征、临床特征（包括病例类型）、地理特征和时间特征，如 研究期间入住宣武医院心脏（内外科）、呼吸、普外及胸外ICU的病人 年龄在18岁以上 预计ICU住院时间在24小时以上,（2）排除标准,是指那些容易

5、失访、不能提供有效资料、可能出现不良反应的个体而不能包含在研究中，如： 既往有精神症和中枢神经系统疾病 入院后处于昏迷状态 入院后在发生谵妄前死亡 患者或家属拒绝参加 不能听懂汉语或有交流障碍,（3）病例类型,新发病例：首选，易于获得暴露历史和各种记录，所获得的信息丰富，回忆偏倚较小 现患病例：缺点： 代表性差以往新发病例中的幸存者 易引起回忆偏倚，因回忆极易受患病后改变了的环境条件和生活习惯的影响，不易辨别因素与疾病的时间关系 常用于研究某一罕见病 死亡病例：缺点： 由于是他人代述历史，偏倚较大 用于当调查的因素是某一重要的事件或某一特殊暴露时,（4）选择对照,选择对照要遵循2个最重要的原则

6、： 对照与病例要具有良好的可比性，代表性常需让位于可比性 不能患有所研究疾病或与所研究疾病病因相关的疾病 确定对照组的纳入标准和排除标准 增加可比性和排除混杂因素影响的方法： 采用配比法 频数匹配：用于广泛探索疾病危险因子 个体匹配 ：用于罕见病，1:1或1:M匹配 Propensity score matching（倾向得分匹配） Logit回归得分的匹配 确定对照组的数量 : 1:1, 1:2, 1:N,匹配因素的确定,已知或非常怀疑是混杂因素，但不能是疾病可能的新的危险因素：年龄、性别 某些复合变量作为匹配条件。例如，居住地或血缘关系，它们分别代表着若干因素组成的复合变量。用复合变量作为

7、匹配条件的目的是为了消除组成该复合变量各种成分的不可预见的混杂效应。 匹配因素的数量一般不超过45个，没有匹配的潜在的混杂因素，可放在分析阶段去解决。,匹配方法,频数匹配 是指在选择对照组时，使所要求匹配的因素在所占比例上与病例组中的一致。如病例组中男女各半，65岁以上者占13，则对照人群也如此选择。 个体匹配 是指一个病例于一个或多个对照匹配 Propensity score matching 匹配过头,（5）估计样本含量,样本含量的大小取决于下面4个数值： 对照人群中估计暴露率 预期与该暴露有关的相对危险度 所希望达到的检验显著性水平 把握度1- 检验效能的分析（power analysi

8、s） 把握度应当大于0.8（结果分析时进行，应当在结果报告中呈现）,样本量估算公式,N为病例组或对照组人数 K、K分别为与及值对应的标准正态分布分位数 P1、P2分别为估计的对照组及病例组中某因素的暴露率 Q11P1， Q21P2 P0(P1+P2)2， Q01P0 P2(OR P1)(1P1OR P1),表1 标准正态分布的分位数表,样本量估算简化公式,P2(P1RR)1+P1(RR-1) 举例：设计一项吸烟与肺癌关系的病例对照研究，估计对照组中有吸烟史的人所占比例为20，比值比(OR)为2，设=0.05(双侧)，=0.1，求本次调查所需样本含量,样本量估算简化公式,P2(OR P1)(1P

9、1OR P1) (22.2)/(10.222.2)0.333 Q11P110.20.8 Q21P210.3330.667 P0(P1+P2)2(0.20.333)/20.267 Q01P010.2670.733 从表1查得K=1.96，K=1.282 方法一、用公式求N=228.9=229 方法二、如用简易公式计算，N为232 方法三、查表（表7-4）得229,表2 病例对照每组样本数(非匹配资料，两组人数相等) =0.05 =0.10,（6） 确定抽样方式,病例对照研究中，可比性比代表性更重要，增加可比性的方法 限制方法 根据一个或多个限制性变量，使符合条件的病例和对照作为研究对象 个体匹配

10、和频数匹配的技术 随机抽样 在病例对照研究中，使病例和对照具有代表性是很困难的，特别是对照具有代表性则更难，所以在病例对照研究设计中，更强调病例和对照的可比性,第四步 选择测量方法工具,定义变量（暴露因素） 要尽可能地采取国际或国内统一的标准 因素或变量的定性与定量 定性有或无 定量暴露水平 调查表设计 确定资料来源,效度 准确性信度 变量的定义 操作性的，即什么情况下归为哪类,第五步 确定偏倚来源及控制方法,1. 选择性偏倚(selection bias) 2.信息偏倚(information bias) 原因：在调查暴露史时，由于在两组所采用的调查标准不一或调查方法有缺陷，以致两组结果准确

11、性不一所引起的偏倚 控制方法 先测量暴露因素，后测量结局因素 采用盲法 使用同一资料收集方法 3. 错误分类偏倚(misclassification bias) 4. 混杂偏倚(confounding bias),1. 选择性偏倚(selection bias),选择性偏倚产生的原因 医院收治和病人就诊的选择性 诊断标准不明确或标准不统一 控制方法 尽可能采用随机抽样原则/多中心研究，从总体中抽取样本 采用标准的诊断方法确定病例 用同样的方式抽取病例和对照 匹配病例于对照 采用多个控制组,3. 错误分类偏倚(misclassification bias),错误分类是指将一个调查对象错误地分到不

12、是它所属的类别中 原因 诊断方法或诊断工具的正确性不高 控制方法 在选择研究对象时，也即确定研究的病例和对照时，要采用灵敏度和特异度均较高的试验方法和检查方法,4. 混杂偏倚(confounding bias),混杂(confounding)是指在研究某一因素与疾病的关系时，由于另外因素的存在，混淆了研究因素与疾病的关系 控制方法 在研究设计阶段，要充分考虑和寻找可能干扰研究结果的混杂因素 在资料的整理过程中要注意病例与对照两组的均衡性 对于可能出现的混杂偏倚可采用分层分析或多元回归分析等方法处理,（三）资料的整理和分析,1. 资料的整理 资料的核查 资料的分组、归纳，或编码、输入计算机 2.

13、 资料的分析 描述性统计 描述研究对象的一般特征 均衡性检验 推断性统计 统计表的整理 检验病例组与对照组两组的暴露率有否差异 计算暴露与疾病的联系强度 : RR/OR 及OR的可信限,P834,各类资料的统计分析方法,Note: * 可以了解剂量反应性,（1）不匹配、不分层资料,采用四格表的x2或校正的x2检验,不匹配、不分层资料统计表格式,例：母亲孕期接触放射线与儿童白血病的病例对照研究,相对危险度(relative risk，RR),指暴露人群的发病率与非暴露人群的发病率之比，如果将上述资料当成两个人群，暴露人群和非暴露人群，则相对危险度,在病例对照研究中，由于没有暴露人群和非暴露人群，

14、所以不能直接求出相对危险度，用比值比(odds ratio，OR)来代替，OR值的意义同RR值,相对危险度的意义,（2）分层资料,母亲孕期接触放射线与儿童白血病关系 按母亲怀孕次数分层分析,分层资料暴露强度（OR）,计算各层OR 计算总的OR值：以ORMH表示，用Mantel-Haenszel的计算公式或统计软件,（3）分级资料,（4）1:1配对资料整理表,注：表内填的单位为对子数，即每个数都是代表1个病 例和1个对照,四、队列研究,纵向研究设计（longitudinal study） 从因到果的研究 与实验研究的区别：队列研究的暴露因素是客观存在的，并不是人为给予的，而实验研究是人为地给予一

15、个处理因素，然后观察其对结局因素的效果 前瞻性和回顾性 前瞻性队列研究的优点：资料可靠，偏性较小 缺点： 所需样本量很大，难于达到 需要观察较长时间，研究对象不易保持依从性，容易产生各种各样的偏性 研究的组织和后勤工作很复杂，费时、费人、费钱,（三）资料整理与分析,（二）设计构架与步骤,（一）适用 范围,直接验证 因果假设,1. 队列研究的设计构架,2. 设计队列研究时要考虑可行性,研究目的要明确 检验的病因或危险因素要选择得比较准确 所研究疾病在人群中的发病率或死亡率应较高 有充分把握获得观察人群的暴露资料 有简便、可靠的诊断手段和方法确定结局(发病或死亡) 选择到足够数量的符合条件的观察人

16、群 观察人群的绝大部分能够被追踪观察到研究结束 有充足的人力、物力和经费支持长期追踪观察,3. 研究设计步骤,确定研究因素 确定研究场所 选择研究对象、设立对照 估计样本量 确定抽样方式 选择测量工具（可以放在确定研究因素中、包括设计调查表或资料收集表） 考虑资料来源途径及收集资料的方法 常见偏倚及控制,第一步 确定研究因素,暴露因素 选择暴露因素应有前期研究结果和临床观察为依据 定义暴露因素 选择测量工具 确定暴露资料的来源 常规记录、询问调查、辅助医学检查 、环境因素检测 人群特征 结局因素定义、指标、测量工具,第二、三步 选择研究场所和研究对象,暴露组的选择：用暴露因素的测量工具确定暴露

17、组 特殊暴露人群是指人群经历过某一特殊的事件或较长期固定的接触某一有害物质 有一定组织的人群 特定地区的人群 非暴露组的选择：要注意非暴露人群和暴露人群的可比性 内对照：方法 首先确定研究总体，在同一总体内通过暴露因素的测量工具将人群分为暴露和非暴露 对照群组用于以特殊暴露人群或特殊环境的居民为研究的暴露群组时 与总人口的发病率或死亡率比较 多种对照,第四步 估计样本大小,仍可用病例对照研究求样本大小的公式 ,但需改写成,P1暴露组发病率，P0非暴露组发病率， Q1=1P1，Q0=1P0,第五步 设计调查表、培训调查员,制订调查表的基本原则 项目应完整，且能满足调查研究的目的和资料分析的要求

18、结果的记录应详细，尽可能采用定量记录 项目的定义应明确，记录方式应简便易懂 项目的排列应尽可能符合逻辑顺序 记录结果要方便数据输入,第五步 设计调查表、培训调查员,调查员培训 需培训的人员 包括在调查研究中查阅所有常规记录、进行医学检查、环境检测、询问调查和随访的全部工作人员 工作作风、工作态度 调查技术和技巧 在调查工作中的不同阶段应对调查员调查技术的一致性进行抽查评价。 在询问调查中，应制定统一的询问调查提纲 进行有关检查检验技术的培训，以统一标准和方法。,第六步 常见偏倚及控制,病例对照研究所有的偏倚 失访偏倚(bias of follow up lost) ：迁移、拒绝参加、因其它原因

19、死亡 控制方法 减少失访的措施 尽可能地选择比较稳定的人群作为观察对象 采取一定的方式向观察对象进行宣传和动员；争取他们的热情支持与合作 定期医学检查应采用简便易行和易被观察对象接受的方法 尽可能利用多种来源收集结局资料。 多次反复随访 统计学处理（分析失访造成偏倚的大小）,失访的统计学处理,分析失访可能产生的偏倚影响：用于当失访率大于5时 比较两个群组的失访率是否相同 比较不同程度暴露组的失访率是否相同 比较随访人群与失访人群的某些特征，以了解失访是随机的还是具有某种共同原因,（三）资料整理分析,描述性统计 推断性统计 统计表的整理 检验2组的发生率是否有差异 分层分析 分析关联强度 ： R

20、R： Ie 、 Iu分别为 暴露组和非暴露组的 发生率或死亡率 Ie=a/N1， Iu=c/N0 分析剂量反应关系：分别计算出不同吸烟水平的RR,定群研究累积发病率整理表,相对危险度与联系强度的关系,五、相关性研究设计（relationship study）/描述相关研究（descriptive correlational designs）,（三）资料整理与分析,（二）设计构架与步骤,（一）适用 范围,探讨变量 间的关系,描述,描述,研究变量 1,研究变量 2,测量,解释含义,建立假设,探讨变量 间的关系,1. 描述性相关研究设计构架,研究样本,2. 研究设计步骤,确定研究因素 确定研究场所、

21、选择研究对象 确定研究总体制定相应的诊断标准、纳入标准、排除标准 确定抽样方式：随机抽样/方便取样 估计样本量 考虑资料来源途径及收集资料的方法 常见偏倚及控制同病例对照研究,第一步 确定研究因素,选择主变量 操作性定义，并选择适当的测量工具 选择相关变量 原则 选择变量要依据相关文献的研究结果、临床观察或经验、研究框架 一般一项研究最多计算10-15个相关系数 定义变量 选择测量工具：需要选择客观性强、具有较好信效度的测量工具 设计调查表或资料收集表,第四步 估计样本量,样本量估算公式,r为期望的相关系数 N为总共需要的样本量 Z和Z分别通过标准正态分布的分位数表获得,（三）资料的整理和分析

22、,资料的整理同病例对照研究 描述性统计 描述研究对象的一般特征 推断性统计 散点图 r值很小，但是P值也很小，说明不是线性关系，要先做散点图 相关系数计算方法选择 计算决定系数 = r2,相关系数的统计检验及意义,Pearson相关 2个变量都是连续性数据 Spearman 相关 至少有1个变量不是连续性数据 Kendalls Tau相关 2个变量都用有序分类变量 Phi 相关 2个变量都只能用2分分类变量,相关系数的意义,六、预测研究设计,（三）资料整理与分析,（二）设计构架与步骤,（一）适用 范围,验证独立 预测因子,Y = Intercept + 1X1 + 2X2,1. 预测研究设计构架,现在,将来,1. 同队列研究的设计构架,总体,样本,前瞻性,2. 研究设计步骤,确定研究因素 确定研究场所、选择研究对象 考虑资料来源途径及收集资料的方法 常见偏倚及控制,（1）确定研究因素,研究变量的确定要根据研究目的和研究框架 确定应变量因变量的确定要根据研究目的而定 操作性定义和选择适当的测量工具 确定自变量：要选择与因变量具有较高相关性的自变量 定义和选择适当的测量工具 设计调查表或资料收集表,（2）确定研究场所、选择研究对象,确定研究场所或研究样本的来源 确定研究总体 确定样本来源：规定纳入、排除标准 估计样本量 pass软件 取决于自变量数目，以1：10