第二講 暴露及其效應測量

南京醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院流行病與衛(wèi)生統(tǒng)計學系地址：南京市漢中路140號一號教學樓（南）307-1（210029）電話：86-25-86862815(om)電郵：rongbinyu@喻榮彬流行病學教學工作室第二講暴露及其效應的測量MeasurementofExposureandEffect講課提綱概述暴露的測量效應和聯(lián)系的測量總結(jié)傳統(tǒng)流行病學暴露疾病

前瞻性研究回顧性研究從暴露到疾?。‥DC模型）分子流行病學健康疾病連續(xù)帶示意圖模式Ⅰ健康態(tài)――亞健康態(tài)――潛在疾病態(tài)――臨界疾病態(tài)――亞臨床態(tài)――臨床態(tài)暴露因素機體易感性模式Ⅱ健康疾病主觀感覺客觀指標健康指標疾病指標臨床流行病學－核心內(nèi)容Design－設計Measurement－測量Evaluation－評價測量內(nèi)容各種臨床現(xiàn)象測量方法定量和定性測量指標硬指標和軟指標測量質(zhì)量真實性和可靠性測量的含義測量是用一種尺度衡量一個變量或一組變量值的過程。測量可以看做是事物或事件的一種分類方法，用某種記號（數(shù)字、字母或詞）來表示各種劃定的類別，并遵循一定的數(shù)字分類規(guī)矩。測量方法必須具有可操作性－它必須有使用說明，并且能被其他欲模仿者所理解；據(jù)此方法得到的測量應該可以重復。試驗的措施一定要有反應性和可度量性。測量的方法要求有良好的敏感度和特異度。測量指標的判斷標準和臨床意義要明確。測量的要求測量數(shù)據(jù)類型－硬數(shù)據(jù)和軟數(shù)據(jù)硬數(shù)據(jù)（harddata）：基于化學、物理和其他計量儀器得到的測量指標，由于測量結(jié)果能夠精確計量，稱之為硬數(shù)據(jù)。軟數(shù)據(jù)（softdata）：基于面談、問卷、量表等方法得到的測量指標，由于測量結(jié)果不能夠精確計量，稱之為軟數(shù)據(jù)。區(qū)間性重疊性可變性健康與疾病測量指標的特點暴露的測量暴露（exposure）暴露：與一種致病因子接近和（或）接觸，從而可能使致病因子發(fā)生有效傳播或產(chǎn)生致病因子的有害作用。（Last）暴露：指研究對象接觸過某種待測的物質(zhì)（如重金屬）、具備某種待研究的特征（年齡、性別、遺傳等）或行為（吸煙）。暴露：指研究對象的任何特征，或其接觸的任何可能與其健康有關(guān)的因素。廣義的暴露可能引起生理效應的因素。可以致病的因素或保護機體避免疾病的因素。與疾病或生理效應有聯(lián)系的另一些因素（混雜因素），這些因素可導致暴露于可疑因素的開始或終止?？梢孕揎椘渌蛩匾鹦囊蛩亍？梢詻Q定疾病結(jié)局的因素。病原體的分離和培養(yǎng)血清學證據(jù)（抗原、抗體的檢測）非微生物學因素，僅限于年齡、性別、種族等傳染病研究暴露測量的簡單性可能找不出所研究疾病的必需病因，任何單一的病因成成分只是病因中的一小部分。從暴露開始，或從暴露終止，至出現(xiàn)疾病的時間間隔較長。致病因素可能來不及留下容易測量的、反映過去暴露的標志。令人感興趣的致病因素范圍擴大了。非傳染病研究暴露測量的復雜性Distributionoftheenvironmentalexposurevariablesofmaininterestin564papersontheetiologyofnon-infectiousdiseasepublishedinAMJEpidfrom1980to1989VariablesDistribution(%)Demographicvariables5.8Medicalhistoryanduseofmedications11.9Reproductiveandsexualhistory8.5Intakeofalcoholandtobacco15.6Dietandbodysize22.1Physicalactivityandfitness3.4Psychosocialvariables8.5Occupation12.1Radiation5.1Otherenvironmentalvariables7.9暴露測量的尺度二值尺度（dichotomousscale）列名尺度（nominalscale）或稱名義尺度等級尺度（ordinalscale）或稱順序尺度間隔尺度（intervalscale）或稱區(qū)間尺度比例尺度（ratioscale）或稱比數(shù)尺度暴露測量的內(nèi)容暴露性質(zhì)－Yes/No暴露量（劑量）－Intensity暴露時間－Length暴露性質(zhì)應盡可能詳細地記錄暴露變量的性質(zhì)，以確保觀察到暴露與效應之間任何可能的聯(lián)系，并從與疾病有聯(lián)系的各種暴露中分離出特異的暴露，作出特異性病因推論。應區(qū)分暴露變量與可能的混雜變量。暴露變量的測量還應該較敏感。在暴露致病的假設中，即使某種暴露并非十分特異仍應盡可能詳細地記錄暴露性質(zhì)；在以后需要時，仍可以探討其中任何特異成分的作用?？偟睦鄯e劑量（累積暴露）劑量率或暴露率：是單位時間（小時、日、年）的劑量。如每天吸煙的支數(shù)。累積暴露是按劑量率與暴露時間乘積之和采計算的。累積暴露被總暴露時間去除即得平均暴露，或平均暴露率。暴露劑量暴露劑量可獲得劑量：是從機體的外環(huán)境中測量的。例如，一個短的時間間隔中每毫升環(huán)境空氣中的石棉纖維數(shù)（暴露率），或每毫升環(huán)境空氣中平均石棉纖維數(shù)乘暴露年數(shù)（累積暴露）。攝入劑量（吸收劑量）：即實際進入機體劑量的一個測量指標，除非攝入劑量在機體的接觸表面會產(chǎn)生直接效應?；钚詣┝炕蛏飳W有效劑量：真正發(fā)揮作用的是在機體、器官、組織、細胞、分子特異作用部位的。AvailabledoseindifferentexternalmediaAdministereddoseofintakeAbsorbeddoseoruptakeActivedoseatdifferenttargetssitesHealtheffectTime-behaviorpatternofhostHostfactorsatportalsofentryHostfactorsHostfactors暴露時間何時首次開始暴露何時最后結(jié)束暴露在暴露期間內(nèi)暴露是如何分布的定期暴露連續(xù)暴露暴露期間劑量率隨時間改變暴露時間長短顯然是決定總暴露量的關(guān)鍵因素。臨界時間窗口（criticaltimewindow）或病因有關(guān)暴露期（etiologicallyrelevantexposureperiod），該期間內(nèi)發(fā)生某種暴露可能與致病有關(guān)。知道臨界時間窗口的位置及其與疾病發(fā)生時間的關(guān)系，可能有助于推論致病機制。不同暴露期間的暴露方式可能也很重要。當總暴露劑量相等時，周期性的、高強度的暴發(fā)性暴露的效應與低強度的、連續(xù)性累積暴露的效應可能不同。暴露時間的重要性暴露的測量方法個體特征和環(huán)境因素主觀資料和客觀資料目前暴露與既往暴露資料類型個別訪談可以收集過去和現(xiàn)在的暴露信息。但易發(fā)生回憶偏倚?？梢源_保研究對象的合作，減少對問題含義的誤解，能最大限度地收集有用的信息。面對面訪談的缺點是費錢，且可能發(fā)生調(diào)查員（訪談員）偏倚。個別訪談可能節(jié)約費用，電話訪談的環(huán)境比較適合隱私，完成得也比較快。難以列述其他可能的答案或其他印刷材料。電話訪談欲選擇隨機樣本有困難。電話訪談可以節(jié)省費用，需要的專門人員較少，對敏感性問題的回答較真實，并可消除訪談者偏倚。在自填問卷中，敏感的和社會不認同的問題的應答比較容易。文化水平高者的應答率較高，文化水平低者的應答率低。自填問卷幾種問卷調(diào)查方法的比較屬性自填式訪談或代填報刊郵寄送發(fā)范圍廣廣窄窄對象難控制。代表性差有一定控制，代表性難估計可控制可控制影響因素無法了解難以了解一定了解便于了解應答率最低較低較高最高應答質(zhì)量較高較高較低不定耗人力較少較少較少較多耗材物較少較高較少多耗時較長較長較短短可用于收集目前的個人行為或個人經(jīng)歷可以減少回憶性偏倚所需的費用較多，有一定難度日記法如果研究對象因某種原因（死亡、癡呆、年幼、不知暴露情況），無法提供所需暴露信息時，可用替代應答方法。容易發(fā)生與本人提供信息同樣的偏倚。在某些情況下替代應答者至少應像研究對象本人一樣知道其暴露情況。對有些暴露，替代應答者甚至比研究對象本人回答的更準確。

替代應答適用于測量目前的暴露。直接觀察需要觀察者在整個觀察期內(nèi)參加到研究對象的生活中去。直接觀察的偏倚來源包括抽樣時間不當，事件太多而無法準確記錄，觀察者的疲勞使記錄離題?，F(xiàn)場觀察指在一般情況下常規(guī)記錄的，常用于暴露測量的有醫(yī)學記錄（病案）、職業(yè)記錄、人口普查記錄等。必須對記錄的真實性予以仔細的評價。查閱個體和環(huán)境記錄個體測量的意義取決于是否與研究對象或環(huán)境中固定的或可變的特征有關(guān)。人體測量變量：如用物理或化學方法測量的身高、體重、皮褶厚度、血脂、頭發(fā)、指甲中微量元素等具有中等穩(wěn)定性的特征。研究對象的個體化學或物理測量，有一個特殊的問題，就是疾病的存在可以干擾測量結(jié)果或改變測量值。研究對象個體的測量一般環(huán)境測量只是與當前的環(huán)境暴露有關(guān)，除非保存有過去測量的記錄。在有些情況下，當前測量可以反映個體過去對環(huán)境的暴露情況，如過去家庭供水中的鉛含量。在多數(shù)情況下，用當前測量代表既往的暴露情況，具有不確定性。環(huán)境測量幾種暴露測量方法的比較測量方法數(shù)據(jù)時間暴露類型主觀客觀目前過去個人特征環(huán)境暴露個別訪談＋－＋＋＋＋自填問卷＋－＋＋＋＋日記法＋－＋－＋＋現(xiàn)場觀察－＋＋－＋＋查閱記錄－＋＋＋＋＋人體測量－＋＋－＋＋環(huán)境測量－＋＋＋－＋

“調(diào)查問卷”（Questionnaire）是流行病學調(diào)查最主要工具。調(diào)查表的設計

如何設計？

取決于研究目的和分析手段的需要

格式：把擬收集的數(shù)據(jù)項目用恰當措詞構(gòu)成一系列問題

內(nèi)容：包括

一般項目（一般情況、識別項目）

研究項目（研究變量）

類型：自填表＋問卷表

①開放式②封閉式③混合式

導言－知情同意書（ICF）調(diào)查表的題目、編號一般項目－社會人口學特征資料研究項目流行病學項目－疾病史、遺傳史、行為暴露史等。臨床體格檢查項目實驗室檢測項目

核查項目－調(diào)查員簽名、調(diào)查日期等填表說明調(diào)查表的基本結(jié)構(gòu)調(diào)查表編寫的基本原則調(diào)查項目的確定調(diào)查項目順序的編制調(diào)查問題的設計

問題設計的形式根據(jù)研究目的和手段確定變量的數(shù)目和具體內(nèi)容。各項目指標的定義要明確；盡量采用客觀、定量或半定量的指標；指標的測量從技術(shù)上、經(jīng)費上必須可行。項目要精選，有針對性且重點明確；需要的項目一個也不能少，不需要的項目一個也不能多。研究中的主要變量，不僅需要定性而且需要定量測量。可成對設置一些高度相關(guān)或內(nèi)容完全相同而形式不同的問題，檢驗調(diào)查表的信度。調(diào)查項目的確定“五不問”原則①可問可不問的項目不問。②復雜問題項目不問。③查找資料才能回答的項目不問。④被調(diào)查者不愿意回答的項目不問。⑤通過其他手段才能解決的問題不問。調(diào)查項目按邏輯順序與心理反應分類排列，符合調(diào)查對象的交流習慣。可根據(jù)人們的思維方式，按事物的內(nèi)容和相互關(guān)系以及事情發(fā)生、發(fā)展的先后順序排列。先設定容易回答的，后設定敏感的、不容易回答的問題。先排列封閉式問題，后排列開放式問題。檢查信度的問題須分隔開來。采用不同調(diào)查方式，調(diào)查表項目的順序應有所區(qū)別。調(diào)查項目順序的編制問題應簡單明了，所用的語言通俗易懂，語句精練準確。問題設計應避免誘導性，避免出現(xiàn)暗示或有固定傾向的問題。調(diào)查指標盡可能地用等級劃分或定量化，不能量化的指標應留出空間以便詳細記錄。封閉式設問的選項設計必須具有科學性和嚴密的邏輯性。對一些抽象性的概念或問題，最好給出一些具體的看法，讓被調(diào)查者僅回答贊成與否。對一些敏感性問題，可采用專門設計的調(diào)查表并采用特殊的調(diào)查技術(shù)進行調(diào)查。調(diào)查問題設計的原則問題設計的形式二項式

是＝1，否＝0多項式

文盲=1，小學=2，初中=3，高中/中專=4，大專以上=5填空式

出生日期：

年

月

日圖畫式

請畫出一個三角形：

矩陣式尺度式

用藥后你的疼痛程度：不痛0|1|2|3|4|5|6|7|8|9|10很痛調(diào)查表使用注意事項調(diào)查表的使用必須伴有操作指南或使用手冊，明確具體的質(zhì)控措施。正式實施前，可通過預調(diào)查或培訓會對調(diào)查員進行統(tǒng)一的培訓和考核。填寫調(diào)查表時，字跡要工整、清楚，不能缺項。調(diào)查員和質(zhì)控人員要簽名，并注明調(diào)查和質(zhì)控日期。暴露測量的誤差觀察者觀察對象測量工具觀察者和觀察對象的交互影響數(shù)據(jù)錄入和分析暴露測量的真實性和可靠性真實性/準確性/效度

validity,accuracy可靠性/可重復性/精密度/信度

reliability,reproducibility,repeatability,precision效度（validity）：又稱準確度，用以反映測量結(jié)果與“真值”的接近程度。影響數(shù)據(jù)效度的因素多為系統(tǒng)誤差,如測量者的感官偏差、測量儀器故障、評價量表不能反映真實情況等。信度（reliability）：又稱可靠性或精確度，用以反映相同條件下重復測定結(jié)果的近似程度。信度主要受隨機因素的影響，偏倚不具有方向性。真實性和可靠性－效度和信度真實性差可靠性好真實性好可靠性差真實性vs可靠性真實性vs可靠性真實性好可靠性好真實性差可靠性差影響真實性與可靠性的因素觀測值真實值誤差+隨機誤差系統(tǒng)誤差+隨機分布的,不可預測的不可避免的可估計誤差大小通過增加樣本量或重復測量取均值可以減小系統(tǒng)的偏離真實值可避免的是必須控制的（偏倚bias）隨機誤差和系統(tǒng)誤差的區(qū)別（一）隨機誤差和系統(tǒng)誤差的區(qū)別（二）觀測值真實值誤差+隨機誤差系統(tǒng)誤差+（偏倚bias）系統(tǒng)誤差、隨機誤差和樣本大小的關(guān)系誤差樣本大小隨機誤差系統(tǒng)誤差信度的評價

穩(wěn)定性測量重測信度

內(nèi)在一致性測量折半信度

Cronbach’α系數(shù)

KR-20值

等同性測量評定者間信度－復本信度重測信度（test-retestreliability）定義：用同一工具兩次或多次測定同一研究對象所得結(jié)果的一致程度。常表示研究工具的穩(wěn)定性。一致程度越高，重測信度越高，研究工具的穩(wěn)定性越好。方法：使用研究工具對研究對象施行第一次測試，間隔一段時間后使用同一工具對同一研究對象進行重測，然后計算兩次資料的相關(guān)系數(shù)，該系數(shù)反映研究工具重測信度的高低。相關(guān)系數(shù)在0～1之間，越接近1，說明重測信度越高。使用重測信度需考慮的問題兩次測量之間的間隔時間使第一次測量對第二次測量的結(jié)果不會造成影響在客觀情況未發(fā)生改變時進行；測量環(huán)境的一致相同的測試者、測量程序、測量時間、測量環(huán)境等測量變量的性質(zhì)性質(zhì)相對穩(wěn)定的問題－適宜用重測信度性質(zhì)不穩(wěn)定的問題－不宜使用重測信度折半信度（split-halfreliability）定義：將一種工具對一群人使用一次，將每個人的結(jié)果分數(shù)按工具中各項目分成兩組，計算兩組分數(shù)的相關(guān)系數(shù)。常用來反映研究工具的內(nèi)在一致性。方法：前后折半法或奇偶折半法缺點：不同的折半方法會導致不同的結(jié)果計算：根據(jù)重測信度中列出的公式計算r系數(shù)，再使用Spearman-Brown公式校正。Cronbach’α系數(shù)計算研究工具中所有項目間的平均相關(guān)程度，反映研究工具的內(nèi)在一致性，避免了折半信度計算的缺點。系數(shù)值在0－1之間，越接近1，研究工具的內(nèi)在一致性越好，信度越好。KR-20值Cronbach’α的一種特殊形式，用來反映研究工具的內(nèi)在一致性。適用于二分制的研究工具，如回答“是”或“否”、“正確”或“錯誤”。環(huán)境領(lǐng)域問題條目平均分方差1.日常生活中您感覺安全嗎？3.42550.3802.您的生活環(huán)境對健康好嗎？3.34040.5343.您的錢夠用嗎?3.06380.8874.在日常生活中您需要的信息都齊備嗎?3.02130.5435.您有機會進行休閑活動嗎？3.57450.8586.您對自己居住地的條件滿意嗎?3.57450.5987.您對得到衛(wèi)生保健服務的方便程度滿意嗎?3.42550.6858.您對自己的交通情況滿意嗎？3.45650.787環(huán)境領(lǐng)域總分*26.826115.614WHOQOL-BREF量表中環(huán)境領(lǐng)域各個問題條目得分情況評定者間信度和復本信度常用于測定研究工具的等同性。評定者間信度測量方法不同評定者使用相同工具同時觀察，計算觀察者們的觀察結(jié)果之間的相關(guān)系數(shù)。復本信度測量方法將兩種不同形式的工具同時對一群對象測試，然后計算兩次工具得分的相關(guān)系數(shù)。效度的評價

表面效度（facevalidity）

內(nèi)容效度（contentvalidity）

效標關(guān)聯(lián)效度（criterion-relatedvalidity）

結(jié)構(gòu)效度（constructionvalidity）表面效度（facevalidity）定義：由評估人根據(jù)自己對所要測量的概念的理解，盡其斷斷能力之所及來斷定工具是否恰當。屬于一種直覺判斷。方法：從表面上檢查工具的性質(zhì)。缺點缺少實際證據(jù)證明工具一定有效。對工具的效度用“有或無”反映，未體現(xiàn)程度。內(nèi)容效度（contentvalidity）定義：根據(jù)理論基礎(chǔ)及實際經(jīng)驗對工具是否反映了所要測量的變量、包括足夠項目而且有恰當?shù)膬?nèi)容分配比例等所作出的判斷。有時也稱專家效度。方法：從內(nèi)容上檢查工具的性質(zhì)。實施要求專家人數(shù)3-10人，以5人較合適。專家的選擇應與研究工具所涉及的領(lǐng)域有關(guān)。兩次評議時間最好間隔10-14天。標準效度（criteriavalidity）定義：反映研究工具與其他測量標準之間的關(guān)系。分類同時效度：測量研究工具與現(xiàn)有標準之間的相關(guān)關(guān)系。預測效度：測量工具作為未來事情預測指標的有效程度。同時效度和預測效度的主要區(qū)別－時間差異結(jié)構(gòu)效度（constructionvalidity）定義：反映工具與其所依據(jù)的理論或概念框架相吻合的程度。方法：因子分析評價：結(jié)構(gòu)效度是目前最為嚴謹?shù)囊环N建立和測量研究工具效度的方法，也是最為復雜的效度研究方法。信度和效度的關(guān)系信度是效度的必要前提高信度不能代表高效度低信度則可以肯定低效度效度是信度的必然保證有效度的工具一定有信度有信度的工具未必有效度效應和聯(lián)系的測量效應的定義效應的定義定性：任何一種疾病都是一種給定原因的效應，效應是因果機制的終點。定量：效應可以是某種特定因素導致的人群疾病頻率的變化。效應的評價絕對效應：發(fā)病率、患病率或發(fā)病時間的差別。相對效應：上述測量的比值。效應的測量效應的測量是基于絕對或相對差異的比較。最理想的測量：一個個體或一個群體自身，而且是同一時間經(jīng)歷的比較。反事實定義（counterfactualdefinition）嚴格設計：交叉設計用聯(lián)系的測量估計效應的測量I1I2≠暴露的效應？

關(guān)聯(lián)(association)：是流行病學上的術(shù)語，指兩個二

分變量之間有無關(guān)系

相關(guān)(correlation)：是統(tǒng)計學術(shù)語，指兩個連續(xù)性變

量之間的關(guān)系統(tǒng)計學聯(lián)系和因果聯(lián)系統(tǒng)計學聯(lián)系關(guān)聯(lián)＋相關(guān)統(tǒng)計學關(guān)聯(lián)的表示ExposureDiseaseTotalYesNoYesABA+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+DRetrospectivestudyProspectivestudyIfThen,theassociationbetweenexposureanddiseaseissignificant.ExposureDiseaseTotalYesNoYesABA+BNoCDC+DTotalA+CB+DA+B+C+D效應和聯(lián)系的區(qū)別效應強調(diào)的是暴露對個體或群體作用而產(chǎn)生的結(jié)果。聯(lián)系是暴露和疾病相關(guān)的一種現(xiàn)象。當聯(lián)系為因果聯(lián)系而產(chǎn)生的結(jié)果時，即為效應。效應是指同一人群（假設）在不同觀察條件下的比較，通常真正的效應是具有反事實性的。當不可能對效應進行直接測量時，所開展的只能是聯(lián)系的測量。效應的測量絕對效應的測量－差異測量病因率差（causedifference）：超額率（excessrate）病因危險度差（causalriskdifference）病因平均無病時間差（causedifference

inaveragedisease-freetime）假定：在一個規(guī)定的時間范圍內(nèi)，一個固定隊列開始研究時的樣本量為N，并且隊列中的所有被觀察對象開始時均沒有患病但均具有發(fā)病風險；進一步假設，在整個研究期間內(nèi)，如果每一研究對象都處于暴露狀態(tài)，可產(chǎn)生A1個病例，總暴露時間為T1，若研究對象均為處于暴露狀態(tài)，將產(chǎn)生A0個病例，處于危險狀態(tài)的總時間是T0。則：ID＝I1－I0＝A1

/T1－A0/T0RD＝R1－R0＝A1

/N－A0/N病因平均無病時間差＝Δt

1－Δt

0＝T1

/N－T0/N相對效應的測量－比病因率比（causerateratio）

IR＝I1/I0＝（A1/T1）/（A0/T0）病因危險度比（causalriskratio）

RR＝R1/R0

＝

（A1/N）/（A0/N）＝A1/A0病因無病時間比（causeratio

ofdisease-freetime）

（T1/N）/（T0/N）＝T1/T0如果病例數(shù)＝發(fā)病率×暴露時間則R1/R0＝R1N/R0N＝A1/A0＝I1T1/I0T0相對效應的測量指標間的關(guān)系假定：