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1、第九章 流行病学研究中的偏倚及其控制,Chapter 9 Bias,路 滟,电话：86-25-86862755 (o) 电邮：,南京医科大学公共卫生学院流行病与卫生统计学系,第一节 研究的真实性与可靠性,第二节 研究的偏倚及其控制,总结,讲课提纲,流行病学的方法,观察法,实验法,理论法,临床试验 现场试验 社区试验,从统计关联到因果联系,暴露与疾病有无关联,偶然关联 （随机误差）,有统计学关联,虚假关联,因果关联,选择偏倚 信息偏倚 混杂偏倚,是否符合因果推断标准,间接联系,直接联系,思考 ?,有人用病例对照研究方法探讨冠心病与喝咖啡的关系，选择同一医院的非冠心病的其他慢性病患者为对照，结果显
2、示冠心病组喝咖啡的量和次数显著地大于对照组，提示喝咖啡可能是冠心病的一个原因 但进一步调查显示，这些慢性病患者较急性病患者或正常人喝咖啡少，提示该研究所选的对照组不是全部非冠心病病例的一个无偏样本，而可能包含了严重的选择偏倚，从而导致了喝咖啡与冠心病有关的“假关联”结果,真实性,准确性,效度 validity, accuracy：测量结果与真实情况符合的程度 内部真实性 外部真实性 可靠性,可重复性,精密度,信度 reliability, reproducibility, repeatability, precision：在相同条件下重复测量同一个体/标本获得相同结果的稳定程度,第一节 研究的
3、真实性与可靠性,真实性差 可靠性好,真实性好 可靠性差,真实性 vs. 可靠性,真实性好 可靠性好,真实性差 可靠性差,真实性 vs. 可靠性,内部真实性 vs. 外部真实性,内部真实性(internal validity): 从当前研究对象得到的结果能否准确地反映目标/源人群的真实情况 外部真实性(external validity /generalizability): 从当前研究对象得到的结果能否适用于目标人群以外的其他人群（外推性） 内部真实性是外部真实性的先决条件,推论代表性不好，内部真实性可能好，而外部真实性差。 增加研究对象的同质性（如限制类型如年龄、职业、体质特征或疾病分型等）
4、，可改善内部真实性。 增加研究对象的异质性，可改善外部真实性。 在实际研究需综合考虑研究对象的同质性和异质性问题。,内部真实性与外部真实性的联系,研究样本,? 内部真实性,其他人群,? 外部真实性 (外推性),内部真实性 vs. 外部真实性,影响真实性与可靠性的因素,变异 生物学变异 测量变异 随机变异 系统变异,变异的水平,180 ，174，215，305 233，276，146，195 205，188，190，295 170，164，248，162 220，219，228，250,295，146，220，162，228,219，164，190，188，233,205，276，195，215
5、，170,源群体,样本A,样本B,样本C,高胆固醇率,= 40%,= 20%,= 0%,高胆固醇率 = 25% （240mg/dL）,源群体与样本高胆固醇率的样本变异性示例,变异的水平,膳食与药物预防心机梗死的样本变异性示例,6%,9%,6%,9%,随机分布的,不可预测的 不可避免的 可估计误差大小 通过增加样本量或重复测量取均值可以减小,系统的偏离真实值 可避免的 是必须控制的,(偏倚 bias),影响真实性与可靠性的因素,随机误差和系统误差的区别,(偏倚 bias),随机误差和系统误差的区别,Bias (600-540BC),Bias是古典文化中七贤人之一 Lydia国王克利萨斯向Bias
6、咨询建造、部署战舰防御爱奥尼亚人的最好方法，Bias为了避免战争、流血，骗克利萨斯国王说，爱奥尼亚人正在买马准备陆地战，后来，Bias向克利萨斯国王承认，他说了谎，爱奥尼亚人实际上也在建造战舰，克利萨斯国王对Bias的本意表示赞许，与爱奥尼亚人讲和，后人将“背离事实”称为bias,(Hunter D. Father of all bias? BMJ 2002;324:1071,第二节 研究的偏倚及其控制,偏倚 bias 是指研究设计、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，是一种系统误差 偏倚是有方向的。当研究结果因偏倚而被夸大
7、时，称为正偏倚；当研究结果因偏倚而被缩小时，称为负偏倚,研究的偏倚及其控制,如果用RR来表示人群中因素和疾病真实的联系强度， 表示研究获得的因素和疾病的联系强度，则相对于危险因素，正偏倚时， RR；负偏倚时， RR 选择偏倚 selection bias 信息偏倚 information bias 混杂偏倚 confounding bias,研究的偏倚及其控制,选择偏倚 selection bias,选择偏倚是流行病学研究中由于被选入到研究中的研究对象与没有被选入者在暴露或疾病有关的特征上的差异所造成的系统误差 表现： 描述性研究：样本对总体的代表性 分析性研究：增大或减少暴露与疾病、处理与效
8、应的关联，导致效应估计的偏倚,入院率偏倚 现患-新发病例偏倚 检出症候偏倚 纳入/排除偏倚 无应答偏倚 失访偏倚 易感性偏倚（志愿者偏倚和健康工人效应）,选择偏倚 selection bias,入院率偏倚,假如在人群进行一项病例对照研究，以B病为对照，研究A病与某因素X的关系。设人群中患A病与B病者各为5000人，暴露于因素X者各为750人，不暴露于因素X者各为4250人，X 在A、B患者中的暴露率均为15%,=1.00,入院率偏倚,现在医院进行病例对照研究研究A病与某X的关系； 假定A病患者住院率60%，B病患者住院率25%，同时具有X因素者的住院率为40%，现就上述不同的入院率计算住院病人
9、： A病有C因素人数： B病有C因素人数： A病住院而无C因素人数: B病住院而无C因素人数:,现在医院进行病例对照研究研究A病与某X的关系； 假定A病患者住院率60%，B病患者住院率25%，同时具有X因素者的住院率为40%，则该医院进行的病例对照研究的样本构成如下：,=0.575,入院率偏倚,入院率偏倚的测量,为正值，说明由于入院率偏倚的存在，使得暴露X与疾病A之间的联系强度高估了42.5%,假设总体的联系强度为OR1，病例对照研究样本的联系强度为OR2，则入院率偏倚可估计为,现患-新发病例偏倚,在Framingham心血管病的研究中，采用队列研究获得血清胆固醇与冠心病关系的结果不同于另一项
10、病例对照研究的结果，具体结果见下表,注：*胆固醇值系第1次检查时的观测值；*胆固醇值系第6次检查时的观测值,现患-新发病例偏倚,病例对照研究收集的大部分是现患病例，而队列研究可观察新发病例，这两种不同的病例所提供的有关所研究的暴露等情况会有很大的差别 就此例进一步分析发现，许多患冠心病的患者在被诊断为该病后，改变了其原来的生活习惯或嗜好，如戒烟、多食低胆固醇食物、多进行体育锻炼等，从而使用于病例对照研究的患者血中胆固醇水平降低，或与一般人相比血胆固醇水平增长速度较慢所致,现患-新发病例偏倚,现患病例新病例偏倚的测量可依据队列研究和病例对照研究两研究不同的联系强度来估计 假设队列研究的联系强度为
11、OR1，病例对照研究的联系强度为OR2，现患病例新病例偏倚 为负值，说明由于该偏倚的存在，使得病例对照研究中高血胆固醇与冠心病之间的联系强度降低了51.7%,检出症候偏倚,某人进行了一项更年期服用雌激素与子宫内膜癌关系的病例对照研究，分别在同一个医院的不同科室选择了研究对象，经分析得到下表结果,检出症候偏倚,在肿瘤科，子宫内膜癌病人多由于她们服用雌激素后出现子宫出血而到医院检查，能及早发现该人群中的子宫内膜癌病人，且多为早期的病人，而没有服用者，由于没有子宫出血症状，减少了就诊机会，使该病不易及早被诊断出来，因而能得出雌激素和子宫内膜癌之间相关联的结论 在妇科，这些患者大多数接受妇科检查，因此
12、子宫内膜癌的检出与是否服用雌激素使妇科检查几率增加之间没有关系,健康工人效应,为了探讨职业暴露对人类健康的危害，McMichael等在美国俄亥俄州的一个轮胎生产工厂，选择在岗及退休男性工人6678人作为暴露组，进行了回顾性队列研究。观察期间为19641972年共9年时间。以国家卫生统计中心编制的1968年美国男性年龄别死亡率作参比 下表是同时期与钢铁工人、俄亥俄州人口及美国全国人口相比较的橡胶工人全死因死亡率（1/10万人年）,健康工人效应,下表为暴露组观察期间各年龄组的观察死亡数与以1968年美国男性年龄别死亡率作参比计算的期望死亡数之比,健康工人效应,下表是暴露组在岗工人及全部队列人口某些
13、死因的SMR,健康工人效应,健康工人效应,根据上述资料，如何解释全死因及其它一些死因观察死亡数低于期望死亡数的现象？根据以上数据是否能说明橡胶行业职业暴露对人群健康不但没有危害而且还有保护作用，为什么？ 在研究某些职业暴露的危害时，以一般人口作参比易受“健康工人效应”的影响，如何控制该种偏倚的产生？,健康工人效应的控制,不以一般人群作参比，对照组除研究因素之外的其它能影响疾病的因素与暴露组相一致 用一般人群作参比，选择最好是与暴露组相同地区、相同年代、相同人群特征构成者 方法校正 研究人群各亚组预期死亡数按一定比例折扣(如90%) 通过实际调查获得能够代表本地区的职工和一般人群死亡率的比值，以
14、此为校正系数乘以研究人群各亚组预期死亡数进行校正；或用各亚组的死亡率比值（如年龄）作为校正系数，分别乘以研究人群相应各亚组的预期死亡数进行校正,无应答偏倚,冠心病一级预防实验研究：随机抽取社区中年男子共3万人，干预组1万人，对照组2万人，干预组发出9968份调查表，得到7455人答复，应答率为74.8%，作者对干预组中应答者与无应答者的随访资料进行了比较,无应答偏倚,根据7455例应答者的资料不能反映干预组的真实情况，因为无应答率高达25% 通过对应答者与无应答者随访资料的对比分析可见，冠心病、肿瘤、意外事故、自杀、其它及总的死亡率在应答组与无应答组皆不同，分别是22.80/万，47.75/万
15、；13.41/万，39.79/万；6.71/万，23.87/万；6.71/万，15.91/万；18.78/万，79.58/万及87.19/万，286.51/万，无应答者的死亡率都高于应答者 由于无应答的存在，肯定造成了偏倚,排除偏倚,在研究对象的确定过程中，没有按照对等的原则或标准，而自观察组或对照组中排除某些研究对象，这样导致因素与疾病之间联系的错误估计，称为排除偏倚 研究关于阿司匹林与心肌梗死关系的病例对照研究中，病例组和对照组不应包括慢性关节炎患者，亦不应包括慢性胃溃疡患者，因前者由于治疗需要一般服用此药，后者则由于此药易致胃出血很少用此药。若这两种疾病患者在两组分布不均，则可导致阿司匹
16、林与心肌梗死关系的错误估计,志愿者偏倚,志愿参加观察者同非志愿者在关心健康、注意饮食及营养食疗、禁烟、禁酒、坚持体育锻炼等方面有系统差异，因支援志愿者被入选为观察对象，而非志愿者落选，由此产生的选择偏倚，称为志愿者偏倚 例如：美国曾采用邮寄问卷的形式，调查美国退伍军人的吸烟习惯。30天后总结收集的回复，并进行核实发现，不吸烟者有85回复了问卷，而抽烟者仅67。这必然导致低估了吸烟与所研究疾病的关系,选择偏倚的控制,研究设计阶段 建立和利用健康监测系统信息。控制选择偏倚的关键在于获取有代表性的研究样本，而只有建立健全的健康监测系统，掌握全人群有关暴露和疾病发病的信息，才能最大限度地获取人群有代表性的样本 采用严格科学的研究设计。在设计过程中应明确定义源人群和样本人群，根据研究性质预测获取样本过程中可能产生的各种选择偏倚，采取措施减少或控制 明确对象
