流行病學課件：偏倚及其控制

Biases

and

Their

Control偏倚及其控制本章內(nèi)容2

研究的真實性研究結(jié)果的變異性偏倚種類及其控制13Biases

and

Their

Control蕪湖市居民高血壓患病率一、研究結(jié)果的變異性v現(xiàn)況研究.安徽省蕪湖市居民高血壓患病率Biases

and

Their

Control一、研究結(jié)果的變異性樣本水平i

抽樣方式i

樣本大小i

測量誤差個體水平i個體生物學變異

i測量誤差群體水平i

個體間遺傳學變異

i

環(huán)境變異i

測量誤差●研究結(jié)果包括描述性和分析性數(shù)據(jù)或指標的變動或波動--------稱為研究結(jié)果的變異性

(variability)?變異性的水平和來源Biases

and

Their

Control個體水平i個體生物學變異

i測量誤差個體水平的變異來源Biases

and

Their

Control特點:變異程度常常大于個體的變異也受到測量誤差的影響可確定“正常值”范圍群體水平i

個體間遺傳學變異

i

環(huán)境變異i

測量誤差Biases

and

Their

Control樣本水平i

抽樣方式i

樣本大小i

測量誤差分類:

描述性結(jié)果的樣本變異性

(

圖1)分析性結(jié)果的樣本變異性

(

圖2)Biases

and

Their

Control描述性研究結(jié)果的變異性180,

174,

215,

305,

233,

276,

146,

195,

205,

188

190,

295,

170,

164,

248,

162,

220,

219,

228,

250高膽固醇率=25%(

﹥240mg/dl)219,

164190,

188233305,

276195,

215170295,

146220,

16222820.0%目

標

人

群高膽固醇率40.0%Biases

and

Their

Control0.0%樣本v

圖2

膳食與藥物預防心機梗死的樣本變異性示例分析性結(jié)果的樣本變異性Biases

and

Their

Controlv

研究A和研究B中膳食改良組五年內(nèi)發(fā)生心肌梗死的風險為9%，降膽固醇

藥物組為6%v

A樣本較小

(200人)

，兩組效應指標

(心肌梗死風險)

的95%可信限較

大，從而發(fā)生重疊，統(tǒng)計檢驗無差異v

研究B樣本較大

(2000人)

，兩組效應指標的95%可信限較小，從而未發(fā)

生重疊，統(tǒng)計檢驗有統(tǒng)計學差異v

一般而言，研究樣本越大，效應估計值的抽樣誤差越小

(95%可信限越

小)

，統(tǒng)計檢驗能發(fā)現(xiàn)的兩組間效應差值越小Biases

and

Their

Control研究結(jié)果二、研究的真實性Biases

and

Their

Control真實性誤

差?內(nèi)部真實性研究結(jié)果與研究對象真實情況的符合程度?外部真實性研究結(jié)果與推論對象真實情況的符合程度?內(nèi)部真實性是外部真實性的先決條件?真實性?內(nèi)部真實性

?外部真實性二、研究的真實性Biases

and

Their

Control?外部真實性

(外推性)?內(nèi)部真實性+暴露研究樣本其他人群目標人群+

-Biases

and

Their

Control疾病-隨機誤差真值系統(tǒng)誤差二、研究的真實性研究結(jié)果=真值+誤差

(包括隨機誤差和系統(tǒng)誤差)Biases

and

Their

Control?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

真實值

隨機誤差

+

誤差

+二、研究的真實性系統(tǒng)誤差(偏倚

bias)觀測值Biases

and

Their

Control偏倚

(系統(tǒng)誤差)隨機誤差二、研究的真實性舒張壓

(測量實均值)由血壓計測量舒張壓

(真實均值)由動脈內(nèi)導管測量80mmHg

90mmHgBiases

and

Their

Control臨床科學研究中誤差與樣本的關(guān)系

Biases

and

Their

Control二、研究的真實性可靠性重復測量獲得相同結(jié)果一致程度真實性測量結(jié)果與真實情況符合的程度Biases

and

Their

Control隨機誤差↓可靠性-Reliability

精確性-Precision

二、研究的真實性

偏

倚↓真實性-Validity

準確性-AccuracyBiases

and

Their

ControlAccurate

and

preciseTrue

ValueBiases

and

Their

ControlPrecise

onlyTrue

ValueBiases

and

Their

ControlAccurate

onlyTrue

ValueBiases

and

Their

Control Neither

Accurate

nor

PreciseTrue

ValueBiases

and

Their

Control二、研究的真實性BADC精確性高精確性低精確性高精確性低準確性高準確性低Biases

and

Their

Control設計測量分析擴大樣本統(tǒng)計方法二、研究的真實性有

無準確性精確性偏倚隨機

誤差不同點Biases

and

Their

Control方向性避免控制影響不能能二、研究的真實性偏

倚隨機誤差使研究結(jié)果偏離真值相同點出現(xiàn)在任何研究階段產(chǎn)生在任何研究類型Biases

and

Their

Control二、研究的真實性隨機抽樣誤差可以用統(tǒng)計學

方法來估計并且可以通過

增大樣本含量

來減少2.控制？1.種類？Biases

and

Their

Control偏倚

二、研究的真實性

Biases

and

Their

Control偏倚

(bias)在調(diào)查研究設計或?qū)嵤╇A段，由于某種或某些因素的影響，使得研究或推論結(jié)果與真實情況存在系統(tǒng)誤差，或者在研究或推論過程中所獲得的結(jié)果系統(tǒng)地偏離其真實值，屬于系統(tǒng)誤差。偏倚Biases

and

Their

Controlv

研究誤差中的系統(tǒng)誤差部分，稱為偏倚

(bias)v

1946年，Berkson做最著名的偏倚研究并給予證實，又稱為

Berkson偏倚。v

1976年，Miettinen詳細討論了偏倚的定義，并給出分類框

架,分三類.選擇偏倚.信息偏倚.混雜偏倚偏

倚Biases

and

Their

Control一．選擇偏倚(

一)

選擇偏倚(selection

bias)的定義§指被選定的研究對象與未被抽取的人群在某些特征上存在

系統(tǒng)差異而出現(xiàn)的誤差。§主要發(fā)生在設計階段，也產(chǎn)生于資料收集階段的失訪、無

應答等?！煲栽诓±龑φ昭芯颗c現(xiàn)況研究中為常見。Biases

and

Their

Control

描述性研究的選擇偏倚主要體現(xiàn)在樣本對總體的代表性上如不是采用隨機抽樣而是使用方便樣本，或某些特定群體

(志愿者、因特網(wǎng)利用者等)

造成的外部效度

(外推)

受限問題。Biases

and

Their

Control

分析性研究的選擇偏倚主要體現(xiàn)研究對象進入、排除、不參與或失訪等與研究暴露

或處理因素存在關(guān)聯(lián)，由此增大或減少暴露與疾病、處理與效應

的關(guān)聯(lián)，導致效應估計的偏倚。Biases

and

Their

Control

(二)

選擇性偏倚的種類

§是指利用醫(yī)院就診或住院病人作為研究對象時，由于入院率的不同而導致的偏差。§亦稱伯克森偏倚

(Berkson’s

bias)Biases

and

Their

ControlBiases

and

Their

Control不典型的病例?！炷承┎∪嗽诨疾『螅锌赡軙淖兤湓瓉淼哪承┮蛩氐谋┞稜顩r。§這樣用于研究的病例類型

(現(xiàn)患病例)

與隊列研究或?qū)嶒炑芯康?/p>

病例不同，它們多用新病例，

由此而產(chǎn)生的偏倚即為現(xiàn)患病例-新

病例偏倚?！煲卜Q奈曼偏倚

(Neyman

bias)§研究病例一般是現(xiàn)患病人，不包括死亡病例和那些病程短、輕型、Biases

and

Their

Control合計

201

1973

2174

151

151

302冠心病

非冠心病

合計

冠心病

非冠心病

合計隊列研究

(第6次檢查)

病例對照研究

(第6次檢查)美國弗明漢地區(qū)居民血膽固醇水平與冠心病關(guān)系研究膽固醇

百分位＞75≤754621511547162772230341173811385116Biases

and

Their

ControlOR=1.16RR=2.40奈曼偏倚(存活偏倚或患病率發(fā)病率偏倚)v

病例對照研究大量飲用咖啡與心梗；v

病例組：醫(yī)院心梗病人，對照組：醫(yī)院非心梗病人；v

結(jié)

果：大量飲用咖啡與心梗無關(guān)；.偏倚：調(diào)查對象為存活者，只是一般飲用咖啡或減少飲用量，入院前死亡病人多是大量飲用咖啡者。Biases

and

Their

Control§是指研究對象中那些沒有按照研究設計對被調(diào)查的內(nèi)容予以應答者。某個特定樣本中的無應答者的患病狀況，以及

對某一或某些研究因素的暴露情況與應答者可能不同，由

此而產(chǎn)生的偏倚簡稱為無應答偏倚?！鞜o應答偏倚在觀察性研究或?qū)嶒炐匝芯恐芯砂l(fā)生。Biases

and

Their

Control無應答偏倚v

調(diào)查吸煙在男女人群中的比例；v

人群調(diào)查表返回：.男性回答率90％以上；女性回答率50％，且多數(shù)為女性

吸煙者未回答。.結(jié)果：低估女性吸煙率。Biases

and

Their

Control§志愿參加觀察者同非志愿者在關(guān)心健康、注意飲食及營養(yǎng)食療、禁煙、禁酒、堅持體育鍛煉等方面有系統(tǒng)差異，因志愿

者被入選為觀察對象，而非志愿者落選，

由此產(chǎn)生的選擇性

偏倚，稱為志愿者偏倚。Biases

and

Their

Control志愿者偏倚v

體鍛與冠心病隊列研究：v

研究組為志愿者，對照組為非志愿者v

結(jié)論：體鍛減少冠心病發(fā)生.偏倚：志愿參加研究者更關(guān)心自己的健康：注意飲食及營養(yǎng)，禁煙酒、堅持體鍛。Biases

and

Their

Control§由于失訪而引起的偏倚§為一種特殊的無應答形式，主要發(fā)生在前瞻性隊列研究及臨

床試驗中?！焓гL：是指在追蹤觀察的過程中，某些對象由于種種原因而

脫離了觀察

(遷走、與本病無關(guān)的死亡及本人退出實驗等)

，

觀察者無法了解到他們的結(jié)局。Biases

and

Their

Control失訪偏倚有兩種形式：§失訪：指觀察期限短于規(guī)定的觀察危險期者。§退出：指在隨訪過程中因種種原因拒絕繼續(xù)留在觀察

組中。Biases

and

Their

Controlv

常見于職業(yè)流行病學研究v

如：化學物質(zhì)接觸與白血病發(fā)生的隊列研究；研究組：接觸苯的工人，對照組：普通工人；

結(jié)

果：兩組發(fā)生白血病比例相似；結(jié)

論：接觸苯與白血病發(fā)生無關(guān)偏

倚：進入研究組的工人是留下來不易患白血病人群，患病工人早已轉(zhuǎn)出；又歸為易感性偏倚。Biases

and

Their

Control程。在此期間，他們實際是有暴露史但未出現(xiàn)癥狀，也未能用現(xiàn)有手段發(fā)現(xiàn)異常的病人。這類病人常被歸入健康對照內(nèi)?！煅芯拷Y(jié)果的過低估計?！煸S多慢性病，

自接觸有效暴露到出現(xiàn)臨床癥狀，其間經(jīng)過漫長過Biases

and

Their

Control(三)

選擇偏倚的控制◆慎重進行研究設計v

明確病例和對照的定義v

隨機的原則v

嚴格納入標準和排除標準v設立對照、配對

(Matching)v

提高應答率和隨訪率Biases

and

Their

Control(

一)

概述信息偏倚

(information

bias):

又稱觀察偏倚(observational

bias)

，是指在研究的實施階段從研究對象獲取研究所需的信息時所產(chǎn)

生的系統(tǒng)誤差。信息偏倚可來自于研究對象、研究者本身，也可來自用于測量

的儀器、設備、方法等。

。二．信息偏倚Biases

and

Their

ControlBiases

and

Their

Controlv

發(fā)生于病因與危險因素的病例對照研究中，詢問的發(fā)病因素與結(jié)果或研究時間隔時間較長；v

如家族史、用藥史等。(二)

信息偏倚的種類Biases

and

Their

Control指由研究對象有意的夸大或縮小某些信息而導致的偏倚，因此亦被稱作說謊偏倚。Biases

and

Their

Control病，或主觀上傾向于應該出現(xiàn)某種陽性結(jié)果，于是在作診斷或分析時，傾向于自己的判斷。

由此而造成的偏倚稱為診斷懷疑偏倚。診斷懷疑偏倚多見于臨床試驗和隊列研究，在病例對照研究中也可產(chǎn)

生,

亦可發(fā)生于研究對象。由于研究者事先了解研究對象對研究因素的暴露情況，懷疑其已患某Biases

and

Their

Control研究者若事先了解研究對象的患病情況或某種結(jié)局，可能會對其以與對照組不可比的方法探尋認為與某病或某結(jié)局有關(guān)的因素，如多次認真

地調(diào)查和詢問病例組某因素的暴露史，而漫不經(jīng)心地調(diào)查和詢問對照組，

從而導致錯誤結(jié)論，此即暴露懷疑偏倚。Biases

and

Their

Control產(chǎn)生的偏差?！焖脙x器、設備校正不準確，試劑不符合要求，使用方法的標準或程序不統(tǒng)一，分析、測試條件不一致，

以及操作人員的技術(shù)問題等等，均可導致測量結(jié)果的

不正確，使測量結(jié)果偏離真值?！鞙y量偏倚指對研究所需指標或數(shù)據(jù)進行測定或測量時Biases

and

Their

Control(四)

信息偏倚的控制ü盲法ü收集客觀指標的資料

(哪些指標為客觀指標？)ü制定明確的判斷結(jié)果或暴露因素的方法ü培訓研究人員，統(tǒng)一研究方法，反復測量的方法Biases

and

Their

Control(

一)

混雜偏倚的定義混雜偏倚或稱混雜(confounding)，是指在流行病學研究

中，由于一個或多個潛在的混雜因素(confounding

factor)的

影響，掩蓋或夸大了研究因素與疾病

(或事件)

之間的聯(lián)系，

從而使兩者之間的真正聯(lián)系被錯誤地估計。三．混雜偏倚Biases

and

Their

Control2.特點◆必須是所研究疾病的危險因素之一；◆必須與研究因素

(暴露因素)

有關(guān)聯(lián)

(有統(tǒng)計學聯(lián)系)

；◆一定不是研究因素與研究疾病因果鏈上的中間變量。(二)

混雜因素的定義與特點1.定義亦稱混雜因子或外來因素(extraneous

factor)

，是指與研究因素和研究疾病均有關(guān)，若在比較的人群組中分布不均，可以歪曲

(掩蓋或夸大)

因素與疾病之間真正聯(lián)系的因素。Biases

and

Their

Control非混雜現(xiàn)象風濕熱混雜現(xiàn)象高血壓溶血性鏈球菌、咽炎風濕性瓣膜病高脂血癥Biases

and

Their

Control冠心病戰(zhàn)士

甲部隊

乙部隊

率差(%)籍貫

觀察人數(shù)

中暑人數(shù)

%

觀察人數(shù)

中暑人數(shù)

%

─────────────────────

北方240125.05036.01.0南方6023.310044.00.7合計300144.715074.70.0兩支參加抗洪搶險部隊戰(zhàn)士中暑發(fā)生情況Biases

and

Their

Controlv

觀察結(jié)果3：

甲部隊北方籍戰(zhàn)士中暑發(fā)生率為5%,

乙部隊北方籍戰(zhàn)士中暑發(fā)生率為6%;甲部隊南方籍戰(zhàn)士中暑發(fā)生率為3.3%,

乙部隊為4%

。v

觀察結(jié)果1：

甲乙兩部隊同樣執(zhí)行抗洪搶險任務,分別采取不同的防暑措施。任務結(jié)束后，

甲部隊中暑14人，乙部隊中暑7人。v

觀察結(jié)果2：

甲乙兩部隊中暑發(fā)生率相等,均為4.7%

。Biases

and

Their

Controlv

以上三種完全不同的結(jié)論或觀點，是由于觀察與分析的細致程度不同所致。v

只有結(jié)果3是正確的。理由是甲部隊以北方籍戰(zhàn)士為主

(240/300=80%)

,

乙部隊以南方籍戰(zhàn)士為主(100/150=66.67%)。Biases

and

Their

Control?煙草公司的研究者堅持認為火柴暴露可以引起肺癌?他們開展了一項大型的病例對照研究來檢驗這個假說吸煙、火柴與肺癌

Biases

and

Their

Control?研究者通過人群登記系統(tǒng)找到了1000名肺癌病例，其中820人曾攜帶過火柴?從人群中隨機抽取了1000名對照，經(jīng)X線確認未患肺癌，其中340人曾攜帶過火柴?根據(jù)這批數(shù)據(jù)，定量估計火柴與肺癌之間的關(guān)聯(lián)吸煙、火柴與肺癌Biases

and

Their

ControlOR==8.8(95%CI7.2,10.9)4238火柴與肺癌Biases

and

Their

Control?想分別了解一下吸煙者與不吸煙者中火柴與肺癌的關(guān)系?結(jié)果發(fā)現(xiàn)在1000名病例中，900名為吸煙者，其中810名曾攜帶火柴?在1000名對照中，300名為吸煙者，其中270名曾攜帶火柴

?分層繪制2×2表，計算火柴與肺癌的關(guān)聯(lián)效應值吸煙、火柴與肺癌Biases

and

Their

Control

吸煙、火柴與肺癌

?OR粗=

8.8

(7.2,

10.9)

OR吸煙者=

1.0

(0.6,

1.5)

OR不吸煙者=

1.0

(0.5,

2.0)Biases

and

Their

Control

混雜：吸煙、火柴與肺癌

?這個例子說明：即使本來沒有任何效應，混雜也可以引起明顯的效應?在火柴與肺癌的關(guān)系中，

就是一個混雜因素(confounding

factor,

confounder)?吸煙混淆了火柴與肺癌之間的真實關(guān)系?問題：

對于吸煙與肺癌的關(guān)系是不是一個混雜因素Biases

and

Their

Control

吸煙、火柴與肺癌

?OR粗=

21.0

(16.4,

26.9)

OR攜帶火柴=

21.0

(10.7,

41.3)

OR不攜帶火柴=

21.0

(13.1,

33.6)Biases

and

Their

ControlRR

，OR)

，與排除該因素后的效應估計值來實現(xiàn)。設含有某可疑混雜因素(f)時，研究因素與研究疾病的效應估計值為cRR或cOR

，稱作粗RR或粗OR；按該可疑混雜因素調(diào)整后的效應估計值，即排除掉該因素的可

能混雜作用后的效應估計值為aRR(f)或aOR(f)

，稱作調(diào)整RR或調(diào)

整OR(可用Mantel-Haenszel分層分析方法計算)(三)

混雜偏倚的測量1.測量的方法可通過比較含有該因素時研究因素與疾病的效應估計值，(如Biases

and

Their

ControlM-H(Mantel-Haenszel)分層分析方法的步驟

對可能的混雜因素進行分層

判定層間RR或OR是否相等或相近

得到控制混雜后的調(diào)整RR或OR

再將調(diào)整RR或OR與分層前的粗RR或粗OR進行比較Biases

and

Their

ControlC.若cRR＞aRR(f),為正混雜(positive

confounding)

，亦稱陽性混雜，即由于f的混雜作用，使cRR高估了研究因素與研究疾病之間的聯(lián)系。D.若cRR＜aRR(f),為負混雜(negative

confounding)

，亦稱陰性混雜，即由于f的

混雜作用，使cRR低估了因素與研究疾病之間的聯(lián)系。混雜偏倚=[cRR-aRR(f)]/aRR(f)A.若cRR=aRR(f)

，則f無混雜作用，cRR不存在f的混雜偏倚。B.若cRR≠aRR(f),則f有混雜作用，cRR存在f的混雜偏倚。Biases

and

Their

Control服OC392463未服OC114154268合計153178331口服避孕藥

(OC)

與心肌梗死

(MI)

關(guān)系的病例對照研究結(jié)果cOR=2.20(1.26-3.84)

，x2=7.70,

P<0.05病例

(MI)Biases

and

Their

Control對照合計病例21(a1)26(b1)47(m11)18(a2)88(b2)106(m12)對照17(c1)59(d1)76(m01)7(c2)95(d2)102(m02)合計38(n11)85(n01)123(t1)25(n12)183(n02)208(t2)按年齡分層的結(jié)果<40歲服OC

未服OC

合計

服OC

未服OC

合計OR2=2.78OR1=2.80Biases

and

Their

Control≥40歲x2MH=[∑ai-∑E(ai)]2/∑V(ai)∑E(ai)=∑m1in1i/tiI∑V(ai)=∑m1im0in1in0i/t2i(ti-1)

i=1x2MH=11.79ORMH=

∑(aidi/ti)/∑(bici/ti)ORMH=2.79Biases

and

Their

Control+失眠-cOR=

(60

x

520)

/

(60

x

200)

=

2.6260

580

840v例題Biases

and

Their

Control6020060520120720冠心病合計+-+冠心病-合計+失眠-101001105060500600550660OR=(10*500)/(50*100)=1按年齡分層v<40yBiases

and

Their

ControlOR=(50

*20)/(