齊魯醫(yī)學(xué)流行病學(xué)07流行病學(xué)中的偏倚

1、預(yù)防醫(yī)學(xué)系 程先進(jìn)2021/9/301蚌埠醫(yī)學(xué)院Unit 7流行病學(xué)研究中的偏倚2021/9/302蚌埠醫(yī)學(xué)院引 言研究的解說(shuō)涉及到研究的真實(shí)性與因果推斷的問題。研究的真實(shí)性直接關(guān)系到是否獲得正確的結(jié)論，而真實(shí)性需要通過(guò)變異性估計(jì)來(lái)確定對(duì)于因果關(guān)系的研究，從研究結(jié)果如何做出正確的因果推斷，也是非常重要的但在研究過(guò)程中，由于各種因素的影響，使研究結(jié)果與真實(shí)情況往往存在差異，有時(shí)甚至回作出錯(cuò)誤的結(jié)論。原因：隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差（偏倚bias）2021/9/303蚌埠醫(yī)學(xué)院流行病學(xué)研究中的誤差誤差(error)定義 指對(duì)事物某一特征的度量值偏離真實(shí)值的部分，即測(cè)定值與真實(shí)值之差分類 隨機(jī)誤差(rand

2、om error) 系統(tǒng)誤差（systematic error偏倚bias）2021/9/304蚌埠醫(yī)學(xué)院舉例：用動(dòng)脈血壓計(jì)測(cè)量某人血壓（實(shí)際值為80mmHg），各次讀數(shù)的均值為100mmHg，系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差可用以下圖示隨機(jī)誤差80100舒張壓（mmHg）系統(tǒng)誤差發(fā)生頻次圖3 血壓計(jì)法測(cè)量舒張壓值的分布2021/9/305蚌埠醫(yī)學(xué)院流行病學(xué)研究中的誤差隨機(jī)誤差(random error)廣義 因機(jī)遇不同估計(jì)總體參數(shù)時(shí)所產(chǎn)生的誤差，如選擇的機(jī)遇、時(shí)間的機(jī)遇狹義 隨機(jī)抽樣所得均值對(duì)總體均值的誤差特點(diǎn) 沒有固定方向和固定大小 一般呈正態(tài)分布2021/9/306蚌埠醫(yī)學(xué)院180 ，174，215，

3、305233，276，146，195205，188，190，295170，164，248，162220，219，228，250295，146，220，162，228219，164，190，188，233205，276，195，215，170源群體 樣本A 樣本B 樣本C 高膽固醇率 = 40%=20% =0% 高膽固醇率 = 25% （240mg/dL） 圖1 源群體與樣本高膽固醇率的樣本誤差示例2021/9/307蚌埠醫(yī)學(xué)院流行病學(xué)研究中的誤差系統(tǒng)誤差（偏倚bias） 定義 屬于系統(tǒng)誤差，在研究或推論過(guò)程中所獲得的結(jié)果系統(tǒng)地偏離其真實(shí)值特點(diǎn) 具有單方向性 可高于真值，也可低于真值（按規(guī)律變化

4、）分類 選擇偏倚、信息偏倚、混雜偏倚2021/9/308蚌埠醫(yī)學(xué)院流行病學(xué)研究中的誤差隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的區(qū)別種類來(lái)源主要控制方法隨機(jī)誤差測(cè)量方法和測(cè)量對(duì)象的變異（統(tǒng)計(jì)方法問題）增加測(cè)量次數(shù)和樣本量，對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理等系統(tǒng)誤差儀器、理論和個(gè)人誤差改變測(cè)量工具或測(cè)量方法，對(duì)測(cè)量結(jié)果考慮修正值等2021/9/309蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)偏倚 定義 屬于系統(tǒng)誤差，在研究或推論過(guò)程中所獲得的結(jié)果系統(tǒng)地偏離其真實(shí)值特點(diǎn) 具有單方向性 可高于真值，也可低于真值分類 選擇偏倚、信息偏倚、混雜偏倚2021/9/3010蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)一、 選擇偏倚 （ selection bias ）

5、 研究者在挑選研究人群時(shí)由于選擇條件受限制或設(shè)計(jì)失誤所致的系統(tǒng)誤差2021/9/3011蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)常見種類 入院率偏倚 現(xiàn)患-新發(fā)病例偏倚易感性偏倚 無(wú)應(yīng)答偏倚 檢出征候偏倚 時(shí)間效應(yīng)偏倚排除偏倚 志愿者偏倚2021/9/3012蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)入院率偏倚（admission rate bias） 利用醫(yī)院就診或住院病人作為研究對(duì)象時(shí)，由于入院率或就診機(jī)會(huì)不同而導(dǎo)致的偏差 2021/9/3013蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias) 特別是用住院病人進(jìn)行研究時(shí)，很容易產(chǎn)生這種偏倚，主要是因?yàn)樽≡翰∪俗鳛檠芯繉?duì)象時(shí)可能沒有包括：（1）、搶救不及時(shí)而死亡的病例（2）、距離醫(yī)院遠(yuǎn)

6、的病例（3）、無(wú)錢住院的病例（4）、病情輕的病例 此外不同醫(yī)院的技術(shù)專長(zhǎng)、專業(yè)水平也會(huì)造成不同疾病在不同的醫(yī)院的就診斷或住院率的差別。2021/9/3014蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)例如：在一般人群和住院病人中研究骨和運(yùn)動(dòng)器官疾病與呼吸道疾病之間的關(guān)系。 一般人群 住院病人 + 合計(jì) + 合計(jì) + 17 207 224 5 15 20 184 2376 2560 18 219 237合計(jì) 201 2583 2784 23 234 257 OR 1.06 4.06呼吸道疾病2021/9/3015蚌埠醫(yī)學(xué)院 高血壓 肝癌 糖尿病 合計(jì) + 200 200 400 800 800 1600 合計(jì)

7、1000 1000 2000 OR=ad/bc=200800/200 800=1 說(shuō)明肝癌的發(fā)生與高血壓無(wú)關(guān)例：以糖尿病為對(duì)照研究肝癌與高血壓的關(guān)系，假如人群中糖尿病和肝癌患者各1000人，兩種病人暴露于高血壓者各200人，暴露率為20%，計(jì)算結(jié)果如下：2021/9/3016蚌埠醫(yī)學(xué)院假定肝癌、糖尿病、高血壓患者的住院率分別為20%，50%和40%，計(jì)算結(jié)果如下： 高血壓 肝癌 糖尿病 合計(jì) + 104 140 244 160 400 560 合計(jì) 264 540 804 OR=ad/bc=104 400/160 140=1.86 說(shuō)明兩者有聯(lián)系2021/9/3017蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias

8、) 現(xiàn)患-新發(fā)病例偏倚（ prevalence-incidence bias） 又稱奈曼偏倚，凡因現(xiàn)患病例與新病例的構(gòu)成不同，只調(diào)查典型病例或者現(xiàn)患病例的暴露情況，致使調(diào)查結(jié)果出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差都屬于本類誤差2021/9/3018蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)例如：Friedman等人在美國(guó)弗明漢地區(qū)對(duì)心血管系統(tǒng)疾病的研究中發(fā)現(xiàn)，男性居民在隊(duì)列研究和病例對(duì)照研究中RR和OR分別為2.4和1.16，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，冠心病病人在確診后，改變了原來(lái)的生活習(xí)慣或嗜好，從而使血中膽固醇水平降低或與正常人相比血中膽固醇水平增長(zhǎng)速度較慢所致。2021/9/3019蚌埠醫(yī)學(xué)院血膽固醇與冠心病的關(guān)系 隊(duì)列研究 病例對(duì)

9、照研究 病例 對(duì)照 合計(jì) 病例 對(duì)照 合計(jì) 75 85 462 547 38 34 72 75 116 1511 1627 113 117 230合計(jì) 201 1973 2174 151 151 302 RR=2.40 OR=1.16 膽固醇水平2021/9/3020蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)易感性偏倚（susceptibility bias） 觀察對(duì)象可能因各種主客觀原因不同，暴露于危險(xiǎn)因素的概率不同，使得各比較組對(duì)所研究疾病的易感性有差異，從而可能夸大或縮小了暴露因素與疾病間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，導(dǎo)致兩者間的虛假聯(lián)系無(wú)應(yīng)答偏倚（non-respondent bias） 調(diào)查研究中那些因各種原因不回

10、答或不能回答所提出問題的人、不依研究設(shè)計(jì)接受治療者人稱為無(wú)應(yīng)答者2021/9/3021蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)檢出征候偏倚 （ detection signal bias） 在疾病和暴露之外存在一個(gè)征候因素，即一種臨床癥狀或體征；這種癥狀或體征不是疾病的危險(xiǎn)因素，但人們因具有這種征候去就診，從而提高了早期病例的檢出率；致使過(guò)高地估計(jì)了暴露程度，因而發(fā)生了系統(tǒng)誤差，最終可能得出該征候因素與該疾病有聯(lián)系的錯(cuò)誤結(jié)論2021/9/3022蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)時(shí)間效應(yīng)偏倚（ time effect bias） 許多慢性?。ㄈ鐞盒阅[瘤、冠心?。┳越佑|有效暴露（內(nèi)、外環(huán)境的危險(xiǎn)因素）之日起至出現(xiàn)

11、臨床癥狀止，其間經(jīng)過(guò)一段漫長(zhǎng)的潛隱過(guò)程；在此期間他們實(shí)際上是有暴露史但未出現(xiàn)癥狀，用現(xiàn)有檢測(cè)手段未能發(fā)現(xiàn)有癥狀的病人；但由于無(wú)明顯的癥狀，因此常被錯(cuò)誤地歸入健康對(duì)照組內(nèi)2021/9/3023蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)排除偏倚（exclusive bias） 研究者在設(shè)計(jì)時(shí)除規(guī)定研究對(duì)象診斷標(biāo)準(zhǔn)、納入標(biāo)準(zhǔn)外，還應(yīng)規(guī)定哪些個(gè)體不能選作研究對(duì)象，即規(guī)定排除標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)施期間不得更改志愿者偏倚 （volunteer bias） 志愿參加觀察的研究者同非志愿者在關(guān)心健康、注意飲食衛(wèi)生及營(yíng)養(yǎng)食療、禁煙禁酒、堅(jiān)持鍛煉等方面有差異，因志愿者常被入選為觀察對(duì)象，而非志愿者常被落選，故這樣的觀察或研究結(jié)果

12、肯定有選擇偏倚2021/9/3024蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)測(cè)量（以病例對(duì)照研究為例） 總體 選擇概率 暴露 非暴露 暴露 非暴露病例非病例樣 本xx1x2x3xx1x2x3病例非病例Y=x/xY1= x1/ x1Y2= x2/x2Y3= x3/x32021/9/3025蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)上圖所示：總?cè)巳篨.X3/X1.X2樣本1 x . x 3/ x 1. x 2根據(jù)選擇概率1 選擇偏倚 或 = -1Y.Y3Y1.Y2OR1-ORORY.Y3Y1.Y22021/9/3026蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)選擇偏倚控制方法了解整個(gè)研究中可能出現(xiàn)的選擇偏倚嚴(yán)格掌握研究對(duì)象納入、排除標(biāo)準(zhǔn)

13、取得研究對(duì)象合作，減少無(wú)應(yīng)答、失訪盡量采用多種對(duì)照采用嚴(yán)格科學(xué)的研究設(shè)計(jì)2021/9/3027蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)二、信息偏倚（information bias） 在收集和整理有關(guān)暴露或疾病資料時(shí)所出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差，主要發(fā)生在觀察、收集資料及測(cè)量等實(shí)施階段 這種偏倚既可來(lái)自于研究對(duì)象、研究者本身，也可來(lái)自于測(cè)量?jī)x器、設(shè)備、方法等。2021/9/3028蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)常見種類暴露懷疑偏倚 診斷懷疑偏倚測(cè)量偏倚 報(bào)告偏倚回憶偏倚 歸類錯(cuò)誤偏倚 誘導(dǎo)偏倚2021/9/3029蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)暴露懷疑偏倚（ exposure suspicion bias） 研究者在收集

14、并確定病例組的暴露比例時(shí)所具有的認(rèn)真、細(xì)致、深入程度同對(duì)照組相比有重大的系統(tǒng)差別 診斷懷疑偏倚（diagnostic suspicion bias） 常發(fā)生在前瞻性研究中，在病例對(duì)照研究中也可發(fā)生，特別是診斷亞臨床病例，判斷藥物的毒副作用時(shí)，研究者主觀偏見和研究對(duì)象的主觀因素2021/9/3030蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)測(cè)量偏倚（detection bias） 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中由于實(shí)驗(yàn)的儀器和試劑質(zhì)量及操作人員的操作誤差造成的偏倚稱為測(cè)量偏倚，又叫檢出偏倚 報(bào)告偏倚（reporting bias） 研究對(duì)象的有意做假所造成，即有意的夸大或縮小某些信息而導(dǎo)致的偏倚，亦被稱作說(shuō)謊偏倚2021/9/3

15、031蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)回憶偏倚（recalling bias） 研究對(duì)象在回憶以往發(fā)生的事件或經(jīng)歷時(shí)，由于記憶失真或不完整在準(zhǔn)確性和完整性上的差異所致的系統(tǒng)誤差歸類錯(cuò)誤偏倚（ misclassification bias） 每項(xiàng)病癥所用的客觀診斷試驗(yàn)或測(cè)定儀器都有一定的靈敏度和特異度，而不可能是100%，于是就會(huì)產(chǎn)生一定的假陽(yáng)性和假陰性錯(cuò)誤即誤診和漏診這就發(fā)生了錯(cuò)分，即本應(yīng)是病人，錯(cuò)將他分入了對(duì)照組，而本應(yīng)是健康者，錯(cuò)將其分入了病例組2021/9/3032蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)誘導(dǎo)偏倚（inducement bias） 調(diào)查者的詢問技術(shù)不正確，或?yàn)楂@得陽(yáng)性結(jié)論誘使被調(diào)查者做一

16、傾向性回答，往往表現(xiàn)為對(duì)病例組做誘導(dǎo)，而對(duì)對(duì)照組不做誘導(dǎo)或負(fù)誘導(dǎo)，由此只能作出虛假的結(jié)論2021/9/3033蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)測(cè)量 信息偏倚的表現(xiàn)形式為錯(cuò)誤分類，暴露狀態(tài)、疾病結(jié)局、混雜因素都可能發(fā)生錯(cuò)分。目前用于錯(cuò)分的軟件有很多種，以暴露因素的錯(cuò)分為例進(jìn)行分析。 以研究對(duì)象的一個(gè)樣本（對(duì)照組）為例，令：真正暴露X=1，真正非暴露X=0；被分類為暴露X*=1，被分為非暴露X*=0。由此得到四個(gè)概率：2021/9/3034蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)Se=暴露對(duì)象被分為暴露的概率=靈敏度=Pr（X*=1 X=1）Fn=暴露對(duì)象被分為非暴露的概率=假陰性概率=Pr（X*=0 X=1）=

17、1- SeSp=非暴露對(duì)象被分類為非暴露的概率=特異度=Pr（X*=0 X=0）Fp=非暴露對(duì)象被分類為暴露的概率=假陽(yáng)性概率= Pr（X*=1 X=0）=1- Sp2021/9/3035蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)假設(shè)研究對(duì)象B1是真正暴露，研究對(duì)象B0是真正非暴露，那么：B1 =預(yù)期被分類為暴露的研究對(duì)象數(shù) = Se B1+ Fp B0 （方程式1）*2021/9/3036蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)B0=預(yù)期被分類為非暴露的研究對(duì)象數(shù) = Fn B1+ Sp B0 （方程式2）注意： Se+ Fn= Fp +Sp=1，故錯(cuò)分不改變總數(shù)：M0= B1 + B0= （Se+ Fn） B1+（

18、 Sp+ Fp） B0 =B1 + B0 在大多數(shù)研究中，觀察到的是正確分類數(shù)和錯(cuò)分類數(shù)的和。假定靈敏度和特異度分別為Se和Sp，（則Fn=1- Se， Fp=1- Sp），那么通過(guò)解方程式1和式2可以估計(jì)B1 和 B0*2021/9/3037蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)從方程式2得到：B0=（B0 - Fn B1）/ Sp代入方程式1得到：B1 = Se B1+ （B0 - Fn B1）/ Sp求得： B1 =（ B1 Fp M0 ）/（ Se+ Sp-1） B0 = M0 - B1同樣可以從錯(cuò)分的病例數(shù)A1和A0來(lái)估計(jì)A1和A0：A1=（ A1- FpM1）/（ Se+ Sp-1）*202

19、1/9/3038蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)A0=M1- A1， M1是觀察的病例總數(shù)，然后進(jìn)行暴露分類的靈敏度分析。此方法可應(yīng)用于病例對(duì)照、封閉隊(duì)列和患病率調(diào)查資料的分析。信息偏倚=OR1-OR/OR如=0不存在如0存在，正偏倚 2021/9/3039蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)兩種結(jié)果無(wú)差異性錯(cuò)誤分類 暴露或疾病的錯(cuò)誤分類同研究分組無(wú)關(guān)，各比較組間不存在差異；在多數(shù)情況下模糊了研究組的差異，使OR偏低差異性錯(cuò)誤分類 暴露或疾病的錯(cuò)誤分類同研究分組有關(guān)，各比較組間存在差異；造成高估或低估效應(yīng)值2021/9/3040蚌埠醫(yī)學(xué)院2021/9/3041蚌埠醫(yī)學(xué)院兩組調(diào)查所得暴露情況與實(shí)際暴露情況

20、實(shí)際暴露情況調(diào)查所得 病例 對(duì)照暴露情況 + - 合計(jì) + - 合計(jì) + 54 12 66 27 21 48 - 6 28 34 3 49 52 合計(jì) 60 40 100 30 70 100 2021/9/3042蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias)OR=6070/30 40=3.5OR1=66 52/34 48=2.1信息偏倚=2 .1-3 .5/3 .5=-0 .40 aRRM-H或aORM-H，為正偏倚，陽(yáng)性偏倚。（2）、cRR或cOR1表示：因素E可能與疾病D的發(fā)生有關(guān)2021/9/3059蚌埠醫(yī)學(xué)院偏 倚（bias) 進(jìn)一步考慮年齡對(duì)結(jié)果的影響（表2），可見對(duì)照組80%對(duì)象年齡小于40歲，病例組僅50%小于40歲，兩組年齡分布不一致。表2：各比較組的