临床医学研究常用设计方案sjp

1,临床研究常用设计方案,临床流行病与循证医学教研室,第四章,一、临床研究设计方案的选择选择依据：1.拟探索问题的性质：疗效、不良反应、预后、诊断、病因2.研究人员现有的研究条件：专业知识水平、临床流行病学及统计学知识、设备、技术水平、经费、协作条件、患者数量等,2,第一节概述,二、临床研究设计方案的类型*,按研究工作的时向前瞻性、回顾性、横断面等按方法学、研究内容、因果联系强度也可以分类,1.*按方法学分类,3,4,备选方案论证强度2.按研究内容分类,随机对照试验（RCT）+,5,3.按因果联系强度分类,强度排列,6,第二节病例分析和个案报告,一、病例分析（caseanalysis）（一）概念和特点病例分析：临床医生对一组相同疾病的临床资料，包括诊断、治疗、预后等内容进行整理、统计分析并最终得出结论的过程。临床医生较常用，特别是基层医院的医生用于分析某种疾病的临床表现和治疗效果回顾性研究，不设立对照组论证强度较弱，难以获得真正的因果关系，属于低级别证据,（二）病例分析的内容,病例分析在临床上应用较为广泛，几乎可以应用到临床各个方面，主要包括：治疗措施效果的评价；预后结局观察；诊断与鉴别诊断结果的描述；主要的临床表现，即症状、体征阳性率的描述；主要的检查结果，如心电图、彩超、CT、各项生化指标结果的描述等。,7,（三）病例分析的步骤,8,提出拟分析的问题：依据临床观察和资料报道,查阅相关文献，明确拟研究问题的价值,阅读主要病例记录，了解主要信息的记载情况（确定信息的完整性、真实性和研究的可行性）,设计简要调查表，收集拟研究的资料内容,根据资料具体情况，并结合研究目的和研究内容进行描述性分析,（四）病例分析的优点和缺点优点：资料容易收集，省时间、人、物力，统计分析方法简单易行，易被临床医生接受，可充分利用临床资料产生更有价值的信息，及时发现问题，提高医疗质量为深入研究提供线索，指明方向缺点：资料缺乏完整性和标准化，可比性差；没有对照组；偏倚较大且又无法控制；研究结论缺乏外推性,9,二、个案报告（casereport）个案报告：针对临床实践中发现的某一个或某几个特殊病例或个别现象进行的报告。包括患者的诊断、病情、治疗、影响因素等特殊情况，也可是经验教训总结不研究疾病发生率，只对个别现象予以报告不具有结果外推性作用不能作为临床实践的证据,10,（一）目的及重要性个案报告目的：报道稀有病例报告患者的特殊情况探讨疾病的致病机制及治疗方法的机制重要性：可提高对新病种识别发现能力缩短诊断周期提高临床诊治水平,11,（二）条件和内容仅研究1个或2个，最多不超过5个病例前所未见或罕见的独特病例两种或多种少见疾病（或征候群）见于同一病例创新性的诊断或治疗的病例常见疾病的异常现象，出现特殊临床表现及病程特殊的病例不典型或少见复杂疾病的临床误诊或误治病例,12,主要内容,13,1.明确选题：说明报告该病例的依据选题是关键，只有内容新颖，才具有临床价值,2.明确报告病例的诊断：明确病例诊断报告中的诊断方法、诊断标准及诊断依据,3.明确具有完整的资料信息：提供病例的描述资料和相关数据资料,4.指出病例的独特之处并加以讨论,5.提出病例给予的启示,（三）研究步骤,（四）个案报告的要求突出新意、真实、简洁(1)新意：是前提，没有创新，也就没有研究报告的必要；(2)真实：是基础，没有真实资料，就会出现结果误导；(3)简洁：要短小精悍、言简意赅。,14,15,第三节横断面研究,一、概述1.概念横断面研究（cross-sectionalstudy，现况研究）指在某特定的时间内调查某个目标人群或具有代表性的一些人某种（些）疾病的发病或者患病状况与某些因素或特征的关系如：调查某地区高血压的患病率并了解影响高血压的因素了解某医院院内感染的状况、细菌的耐药性等注：同时获得患病和有关因素的信息，无法明确时序关系，一般不进行因果联系的分析,2.目的(1)了解疾病或健康水平的状况及影响因素，为寻找疾病的病因及影响因素奠定基础，为制订合理的卫生保健计划提供依据(2)在人群中筛查患者，以达到早发现、早诊断和早治疗的目的(3)用于评价医疗与卫生保健措施的效果(4)用于疾病监测3.局限性研究论证强度差，研究质量较低,16,二、横断面研究种类普查（census）抽样调查（samplingsurvey）,17,18,（一）普查指在特定时间对特定范围内的全部人群进行调查。时间：较短（12天或12周）范围：某个地区或具有某种特征的人群目的：疾病的早期发现和早期治疗；了解疾病的分布；建立某些生理、生化等指标的正常值优点：设计和实施简单；可同时调查数种疾病缺点：1)调查数量大，时间短促，漏查难免；2)工作量大，工作上难以做到细致；3)需要耗费大量的人力、物力和时间；4)只能使用一些简单易行的诊断手段,（二）抽样调查抽样调查：以调查某一人群中具有代表性的部分人群的结果估计出该人群某病的患病率或某些特征的情况，揭示出该疾病的分布规律特点：以小测大、以少窥多、以部分估计总体被抽查的人群称为总体，抽出的部分称为样本,19,1.抽样方法（1）单纯随机抽样（simplerandomsampling）是采用随机数字表、抽签、抓阄等方法确定每一研究对象使每个抽样单位被选入样本的机会相等较少单独使用，特别是当研究样本量较大时更少独立应用（2）系统抽样（systematicsampling）指对全部试验对象每隔若干间隔，系统地抽取一个单位的方法。第一个系统号的确定是随机产生的该方法简便易行，易于理解，但系统误差较大,20,（3）分层抽样（stratifiedsampling）是先将调查总体按不同特征分层，然后分别在各层中进行随机抽样或系统抽样，最后各层集合组成一个样本考虑了各层次间的影响，代表性好如：拟调查某县农村地区高血压的患病率，首先将该县农村地区按经济、卫生等水平划分为几个层，然后在每个层内随机抽取乡镇、村，最后确定调查对象组成样本,21,22,（4）整群抽样（clustersampling）是从总体中随机抽取整群对象作为调查单位，抽样单位不是个体而是群体，对被抽到的整群单位中的每个个体进行调查。如：欲调查某县农村地区高血压的患病率，以村为单位，在所有的村中随机抽取若干个村庄，对抽到的村庄中的全体村民进行调查优点：易实施，节省人物力；缺点：系统误差较大注：群数越多，精密度越好，故样本量要大,23,（5）多级抽样（multistagesampling）从总体中先抽取范围较大的单元，称为一级抽样单元（例如省、自治区、直辖市），再从每个抽中的一级单元中抽取范围较小的二级单元（县或区），以此类推，最后抽取其中范围更小的单元（村或居委会）作为调查单位对所有的调查单位的对象，可以是普查或抽样调查多用于大规模人群调查,（6）标准群组抽样方法（standardclustersampling）是WHO推荐的现已广泛采用的调查免疫接种率的常规方法。首先收集人口数，按行政基层机构划分单位，列出各单位人口数及累积人口数，用总人口数除以30得到组距，随机确定第一个抽样单位，然后依次加组距确定相继的抽样单位，在每个单位内随机确定次级抽样单位，并调查若干名适龄儿童的免疫接种情况（7）容量比例概率抽样（probabilityproportionaltosize，PPS）是指每个抽样单位被抽到的概率（如村、区、居委会等）与抽样单位的人数成比例。所以它产生的是一个概率样本（也就是有代表性的样本）。由于这种抽样方法考虑到每个抽样单位的大小，因此在抽样单位之间人数相差很大的情况下使用最有效,24,25,2.样本量的估计样本过大：可造成浪费且易出现偏倚样本过小：会使样本没有代表性样本量估算方法：估计法：不准确查表法：实用，不易获得计算法：麻烦，准确,影响横断面调查样本量的因素：,患病率：患病率或阳性率高，则需要的样本量小；容许误差（）：即样本患病率（p）与总体患病率（P)之间的最大容许误差，样本均数()和总体均数（）之间最大的容许误差。容许的误差（）越小，样本量要求越大。一般情况下，误差允许取10%；检验水准（）：一般为是0.05或0.01，要求越小，则样本量要求越大；变异程度：调查个体之间的差别，即标准差（S）越大，所需要的样本量就越大。,26,注：下列公式仅适用于单纯随机抽样和系统抽样方法，分层抽样有样本量专用公式，整群抽样在计算的样本量基础上加1/2（1）对均数做抽样调查双侧检验时的样本量公式：n=(t/2S/)2式（4-1）S为样本标准差，t/2为t分布中值确定后的t值，为容许误差例：拟调查中学生血糖含量，估计标准差为1g/dl，希望容许误差不超过0.2g/dl，=0.05，问需调查多少人？n=（1.961/0.2）2=96（人）即需要调查96人。,27,（2）对率做抽样调查时双侧检验的样本量公式：n=Z/22Pq/2式（4-2）P：估计率；q=1P；=0.05；Z/2=1.962；：容许误差设：=0.05，=0.1P，则得：n=400（1p）/p=400q/p式（4-3）该计算公式适用于患病率大于10的横断面调查例：拟调查某地区高血压患病率，据既往资料估计高血压的患病率P=30%，设=0.05，=0.1P，问需调查多少人？n=400(10.3)/0.3=933（人）即需要调查933人。,28,3.抽样调查的设计要求（1）抽样方法和人群分组方法（2）准确性：样本观察值与总体实际值之间的差异（3）样本的代表性：抽中机会同等，样本量（4）可靠性：反复测量同一指标获得结果的稳定程度,29,4.抽样调查的优缺点优点：1)省人力、物力、时间2)调查对象数量较少，调查工作比较容易做到细致缺点：1)设计、实施和资料分析比较复杂2)不适用于变异过大的资料3)不适于需要普查普治的工作4)不适用于发病率很低的疾病,30,31,1.选题和确定调查目的,2.确定调查方法,三、实施步骤,3.调查表设计,5.预试验调查,6.人员培训,7.资料的整理分析,4.确定调查方法和实验室检测方法,主要是描述研究人群中各种指标的分布特征以及不同特征间的比较：1)计数资料采用卡方检验2)计量资料采用t检验和方差分析3)资料非正态分布或方差不齐时则采用非参数检验的方法4)若有多个影响因素可以采用多因素分析,32,四、资料分析的方法,常见的偏倚主要有选择性偏倚和信息偏倚：选择性偏倚：包括无应答偏倚、幸存者偏倚等，主要通过严格的设计加以控制信息偏倚：包括回忆偏倚和报告偏倚、调查人员偏倚、诊断偏倚等，主要通过标准化和应用客观指标加以控制,33,五、常见偏倚及其控制,34,（一）概念及模式1.概念病例对照研究又称回顾性研究属于非实验性研究方法通过病例与对照的对比探讨某暴露因素与疾病之间是否可能存在因果关系,一、概述,第四节病例对照研究,35,2.研究模式,病因研究模式病例组：确诊的某特定疾病的现患患者对照组：未患有该病但具有可比性的个体通过询问调查，实验室检查等方法，搜集既往各种可能的危险因素的暴露史测量并比较病例组与对照组中各因素暴露比例，经统计学检验，若两组差别有意义，则可认为因素与疾病之间存在统计学关联,36,临床研究模式病例组：具有某种特征（恶化或并发症、死亡等）的患者对照组：无此特征的患者比较两组患者接受的治疗措施或药物及能影响疾病特征的因素的差异病例组接受某治疗措施或药物的比例低于对照组疗法有效,37,例：口服华法林抗凝治疗中出血并发症危险因素的病例对照研究病例组：连续选取住院及门诊患者口服华法林治疗中发生出血者对照组：口服华法林未发生出血的住院及门诊连续病例调查两组可能与华法林出血有关的因素结果：国际标准化比值、有房颤史、心脏瓣膜换瓣术后可能是华法林治疗中出血的危险因素,38,39,（二）特点(1)属于观察性研究，无干预(2)设立对照组(3)由果因(4)不能明确证明疾病暴露的因果关系,只能提示是否有关联,40,（三）类型1.按研究目的分类探索性研究验证性研究2.按研究形式分类成组研究，又称非配比研究配比研究：群体配比个体配比1:11:4,41,1.按研究目的分类（1）探索性研究没有明显的假设，通过分析广泛收集的危险因素，从而发现与疾病发生可能有关的一种或几种因素如：探索影响肝癌死亡原因，要从UICC分期、治疗方式、肿瘤大小、肿瘤数目、有否肝硬化、肝脏功能情况、有否远隔转移、血管癌栓、卫星结节、肝癌的结节数、手术切缘、是否根治性切除、有否复发、复发后治疗方式、年龄等多方面探讨（2）验证性研究根据已有研究结果的提示进一步检验一个或几个病因假说如：心肌梗塞预后与住院期间应用利多卡因关系的研究即属于验证性研究,2.按研究形式分类（1）成组研究非配比研究，病例组与对照组不进行任何特征的配比（2）配比研究对照在某些因素与特征方面与病例组相同，如控制年龄、性别等，其目的是控制混杂因素,42,1）群体配比又称成组配比或频数配比。选对照组时，要求配比因素所占的比例与病例组一致，如性别、年龄的构成一致等2）个体配比以病例、对照个体为单位进行配比。1:1称配对，是最常用的匹配方式；1:2及以上称匹配或配比，一般不超过1:4,43,（四）用途1.评价干预措施的效果如：某种药物应用与否及不同的应用剂量对疾病结局的影响2.研究药物不良反应通过病例组和对照组对某种可能存在不良反应药物暴露率的比较，判断该药是否存在不良反应3.用于疾病预后评价研究导致疾病生存率或其它结局不同的因素4.探索疾病的可疑危险因素为进一步研究提供线索5.验证病因假说在描述研究的基础之上，进一步验证某个或某几个病因假说,44,二、病例对照研究设计的主要内容（一）研究对象的选择1.病例的选择和来源（1）病例的选择：诊断标准尽量应用国际、国内统一标准自订标准要谨慎纳入和排除标准特征规定：年龄、性别、民族等目的：控制非研究因素病例的保证标准：何级医院；何级诊断（病理、X光等）,45,（2）病例的来源某个医院或某些医院（常用）,46,代表性差（漏）信息不可靠,疾病监测代表性好最好但不易收集完整普查资料常用于病因研究,某个社区全部病例,某人群中某病的全部病例,其它死亡登记报告等,47,48,2.对照的选择和来源,（1）对照的选择原则：与产生病例的人群来源尽可能一致，要有一定的暴露机会（2）对照组的主要来源：1)从病例产生的同一科室、门诊与病例诊断相同者中选择（药物疗效、不良反应及预后）2)同一或多所医院诊断的非同一系统其它病人（病因）3)社区人口的非病例的抽样最具代表性4)病例的配偶、同胞、亲属、同事等（遗传、环境等）,49,（二）样本量的估计1.样本量的影响因素：1)人群中的该因素的暴露率P02)该因素导致的RR或OR3)水平4)把握度，即1,2.样本量计算可用公式法或查表法成组资料样本量计算公式如下：q0=1p0q1=1p1=(p0+p1)/2=1p1=(ORp)/(1pORp)式中，Z为检验水准相应的标准正态值；Z为相应的标准正态值；p1为病例组暴露于该研究因素的暴露比例；Z和Z可通过查正态分布的分位数表获得,50,51,正态分布的分位数表,【例】某医生拟采用病例对照研究方法探讨服用盐酸利多卡因与心肌梗死预后关系，得知非心肌梗死死亡的患者中应用盐酸利多卡因的比例为20%，OR值约为2，设=0.05，=0.10，双侧检验，问应该采用多少研究样本。用公式求出p1：p1=(20.2)/(10.2+20.2)=0.333q0=1p0=10.2=0.8；q1=10.333=0.667=(0.2+0.333)/2=0.2665；=10.2665=0.7335从正态分布的分位数表查得Z=1.96，Z=1.282，代入公式即每组需233人。,52,53,（三）暴露因素的确定及收集制定调查表调查收集暴露情况(1)明确调查因素数量并非愈多愈好如：研究吸烟与肺癌之间联系，吸烟是研究的暴露因素，因此，应围绕吸烟问题深入调查，除了询问病例和对照是否吸烟外，还要调查每日吸烟量、吸烟深度、吸烟种类、戒烟时间等与研究目的无关的因素勿随意加入调查,54,(2)研究因素的暴露要明确规定尽可能采取国际或国内统一的标准如：吸烟指每天吸一支以上超过一年者又如：研究阿司匹林是否减少脑梗塞的发生时，应明确定义什么是“应用阿司匹林”(3)对暴露因素进行定量或分级剂量反应关系如：探讨某药是否与该病出现某种特征有关，除分析是否应用药物外，还要将药物的应用分几个剂量组，比较不同剂量水平与特征间的关系,55,三、数据资料的整理分析（一）资料的整理(1)原始资料的再核查核查、纠正、程度、归档(2)资料的分组归纳、编辑、输机系统化、条理化（无计算机手工计算、填表）,56,（二）资料的分析方法1.描述性的统计1)一般特征描述：计算各种特征的构成和比重2)均衡性检验：考核可比性2.推断性统计暴露与疾病的统计学关联进行2检验关联强度大小计算OR及其95%CI,（1）非配比资料的分析画出分析表格计算OR值进行显著性检验计算OR值的可信区间,57,58,表4-5低密度脂蛋白与冠心病之间关系,【例】：脂质代谢异常与冠心病（CHD）关系的病例对照研究。选择了84名CHD患者为病例组，对照组包括医院对照87例，健康体检对照76例。调查结果如下：,59,脂质代谢异常与冠心病之间联系的显著性检验设H0：脂质代谢异常与冠心病之间无联系，即OR1H1：脂质代谢异常与冠心病之间有联系，即OR1检验水准=0.05,因1P值小于0.01，拒绝H0，说明低密度脂蛋白异常增高与冠心病之间关联有统计学意义,(ad-bc)2nm1m0n0n1,(41130-3343)247841637417321.55,60,OR可信区间Miettinen法：ORL，ORU=OR(11.96/)=3.76(11.96/21.55)=2.156.58,比值比（OR）说明低密度脂蛋白增高者发生冠心病危险为低密度脂蛋白正常者的3.76倍。,结论：P0.01，OR上限为6.58，下限为2.15，说明总体比值比有95可能在2.156.58之间。提示异常升高的低密度脂蛋白很可能与冠心病的发生有关,OR=ad/bc=(41130)(3343)=3.76,2,61,表4-6病例组对照组分级资料整理表暴露分级01234合计病例ca1a2a3a4m1对照db1b2b3b4m0合计n0n1n2n3n4t,（2）暴露分级资料分析将暴露因素分级进一步进行分析，反应疾病与暴露的剂量反应关系。能检验因素作用效果趋势的一致性，增加判断因果关系依据资料列联表：2K表,62,表4-7男性每日吸烟支数与肺癌之间关系每日吸烟支数01515病例2c33a250364649对照27d55b293274649合计29885436381298OR1.08.1011.5217.93,合计,63,列联表2检验2=N(A2/nRnC)1=43.15=3P0.001计算各级OR值以不暴露或低暴露组水平为对照组0支为参考值OR=(a1d)/(b1c)=(3327)/(552)=8.10(每日吸烟14支的比值比)=(25027)/(2932)=11.52(每日吸烟510支的比值比)=(36427)/(2742)=17.93(每日吸烟15支以上的比值比),上述结果说明：病例组与对照组按吸烟水平分级后，其组间差别有非常显著的统计学意义比值比是随着吸烟量增加而递增，即随着吸烟量增加患肺癌的危险性也增加为进一步证实暴露因素与疾病之间的剂量反应关系，还应进行趋势检验,64,65,2检验2=(b-c)2/(b+c)强调不一致对子数的比较计算OR值OR=c/b计算OR可信区间,（3）1:1配比资料的分析四格表表4-8匹配资料四格表病例暴露非暴露暴露aba+b非暴露cdc+d合计a+cb+dn,病例对照=,对照,合计,表内为对子数,66,表4-9Aspirin对脑梗塞复发影响的病例对照研究,用药20114134未用药261945对子数合计46133179,未用药,用药,对子数合计,脑梗塞复发,脑梗塞未复发,实例用1:1配病例对照研究方法探讨口服Aspirin对脑梗塞复发的影响。将医院一年中治愈出院又复发的脑梗塞患者作为“病例”，以同期出院但未复发的脑梗塞患者作为对照”，调查出院后应用Aspirin的情况。共179对病例与对照，其结果见下表：,67,OR的估计1:1配比的病例对照研究中，比值比为病例有暴露史，而对照无暴露史的对子数与对照有暴露史而病例无暴露史的对子数之比，即：OR=c/b本例：OR=26/114=0.23说明：口服Aspirin与脑梗塞复发之间的联系强度为0.23，可能为保护因素，即，口服Aspirin可能减少脑梗塞复发,68,口服Aspirin与脑梗塞复发之间联系的显著性检验H0：口服Aspirin与脑梗塞复发之间无联系，即OR=1。H1：口服Aspirin与脑梗塞复发之间有联系，即OR1。用下列公式计算：,结果表明：口服Aspirin与脑梗塞复发之间有高度显著的联系。,2=(b-c)2/(b+c)=(114-26)2/(114+26)=55.3=1，P0.01,69,OR值的95%可信区间的计算:ORL,ORU=OR(11.96/)=0.23(11.96/55.3)ORL=0.15ORU=0.34,结果说明，本例总体比值比有95%的可能在0.150.34之间，提示Aspirin可能为保护作用。,在1:1配比的病例对照研究中，当(bc)40时，用连续性校正公式检验暴露因素与疾病之间的联系。公式为：,2=(|b-c|-1)2/(b+c),（4）控制混杂因素的分析方法比较常用的分析方法：分层分析Logistic回归模型,70,1）分层分析将按可能的混杂因素分层，分析暴露因素与疾病间的危险度粗危险度同分层后危险度不同时，即可以认为有混杂作用存在,71,表4-8病例对照研究分层资料归纳表注：i为第i层的数据计算各层单个四格表的OR值：OR=ad/bc计算总的OR值：总ORMH=公式（4-12）,72,73,计算总的2值：分层资料总2亦可用Mantel-Haenszel提出的2MH方法计算。式中为之理论值，即式中为之方差，即估计总OR值95%的可信区间：Miettinen公式,74,2）Logistic回归分析：优点：能平衡多种混杂因素的作用，筛选出主要的危险因素，其在决定病因和发病因素中的相对比重适用：因变量为二项分类或多项分类资料的多因素曲线模型如：把患者分类为治愈与未愈、生存与死亡、发病与未发病非条件Logistic回归模型：适用于成组资料条件Logistic回归模型：适用于配对资料,回归方程：ln(P/(1P)=0+lX1+iXi0，1，i：Logistic回归系数ln(P/(1P)：比值的自然对数，简称对数比值(logodds)，也称为LogitP；i：在其他自变量不变的条件下，Xi每改变一个测量单位时所引起的比值的自然对数的改变量i值估计：最大似然法为OR的自然对数值，OR=exp(),75,76,四、偏倚及其控制1.常见三大类偏倚(1)选择偏倚选择研究对象方法不当结果偏离真实选入者、未选入者特征的系统差异，常产生于研究设计阶段,77,1)住院率偏倚（Berkson偏倚）若某因素与某病不存在联系，从医院选择病例和对照时，因不同病具有某因素的人住院率不同，导致该因素与该病形成联系，同样可能掩盖存在的联系。评价从医院选择病例和对照的病例对照研究是否存在Berkson偏倚，考虑：研究的暴露因素的暴露是否是住院的直接原因病例和对照人群是否是互相排斥的,78,2)现患病例-新病例偏倚（又称存活病例偏倚，奈曼偏倚）,79,3)选择性转诊偏倚重病转诊病因与一般不同合并症单选偏倚,80,4)检诊机会偏倚与致病无关的因素引起症状而就诊，发现了早期病人，被认为是病因如：雌激素阴道出血子宫颈癌早检实际：雌激素阴道出血早检者多发现机会多5)无应答偏倚无应答样本不全特征差异偏倚,81,(2)信息偏倚又称观察性偏倚，测量性偏倚，指收集资料阶段由于测量暴露或结局材料的方法缺陷，各组之间产生了系统误差1）回忆偏倚暴露事件久远记忆不清病例的特殊回忆“暴露”信息重,82,2)调查偏倚调查地点病例统一调查表未用态度调查条件不等调查时间病例、对照不同人对照调查或时间间隔,83,(3)混杂偏倚在研究暴露与疾病因果关系时，有许多其它危险因子所产生的效应干扰着所研究的危险因子与其所产生的效应，使两类效应混杂混杂作用研究因素效应其它因素效应,特征：1)是疾病的一个危险因素；2)与研究的暴露因素有联系；3)不是暴露、疾病的中间环节。,同一疾病,84,2.偏倚的控制关键：清楚地预测及估计出偏倚。三阶段控制：设计、实施、分析阶段。(1)设计随机选对象，多医院、医院加社区，用新病例，非老对象。配比、限定、随机化。(2)实施完善调查表，人员培训，盲法，标准化测量。(3)分析分层、标准化、多因素。,85,五、优势与局限1.优势(1)特别适于罕见病的研究，有时是唯一可行的方法；(2)对疾病可较快得到危险因素的估计；(3)省财、人、物力、易组织实施；(4)既可检验假设因素，又可探索病因；(5)还可用于疗效、预后等方面的研究2.局限(1)不适于人群低危险因素暴露的研究；(2)偏倚较大；(3)暴露与时间的先后关系难判断，故不能证实因果联系,86,六、病例对照研究的衍生类型在经典的病例对照研究基础上衍生出了若干种新的方法，克服了经典方法本身的一些缺陷，主要包括：巢式病例对照研究病例队列研究病例病例研究病例交叉研究单纯病例研究病例时间对照设计,end,1.巢式病例对照研究(1)定义：是在一个队列基础上的病例对照研究或队列研究与病例对照研究结合的设计形式(2)研究设计：,87,(3)特点：暴露、发病时序同队列研究，符合因果推论要求以人群为基础，收集资料先于发病，选择偏倚和调查偏倚较小准确反映发病前该标志状态，不受发病后疾病的影响病例组与对照组产生于同一队列，代表性与可比性好研究样本较队列研究小，节约人力、物力利用已建立的队列和相应标本库，无须长期随访，节省费用新建队列和标本库需较大人力、物力，不适于非常罕见疾病的研究,88,(4)论证强度近似于队列研究，低偏倚、高效益分子流行病学研究时可考虑为首选方案,89,2.病例队列研究在队列建立后，以随机抽样或分层随机抽样从队列中抽出一个有代表性的子队列作为对照，研究结束时，将队列中发病的全部病例作为病例组增强对照组代表性不同病例组与同一对照组比较同一个队列开展多项研究时，不需要重复选取对照对照组中的病例既作为病例又作为对照,90,3.病例病例研究(1)定义：不用专门设立对照组，通过对不同基因型病例危险因素暴露史的对比分析，来研究疾病的遗传与环境的交互作用(2)研究要点：1)研究的对象：以人群为基础的新发病例为首选。2)研究的前提：基因型应与研究的暴露或环境因素独立或不影响环境因素的暴露如：乙醇脱氢酶的变异被认为是乙醇中毒和酒精中毒性肝病的危险因素，脱氢酶迟缓性代谢基因变异的人因酒后更易发生颜面潮红反应，因而趋于少饮酒,91,3)研究的局限性：只能用于研究遗传因素和环境因素的交互作用。不能分析遗传、环境因素的主效应，不宜应用于环境因素之间的交互作用的研究4)研究的优点：无需专门选择对照组，避免对照选择不当引起的偏倚和标本收集检测的各种问题；样本量也少于传统的病例对照研究，高效、节省经费和人力；适用于研究遗传、环境交互作用的初筛,92,93,某种疗法的效果某种药物的疗效某药物不良反应影响预后的因素,评价,治疗病因预防,重要贡献,循证医学,B级水平证据,癌症心血管病,临床,一、队列研究概述,第五节队列研究,94,研究时向：因果,病例对照研究的延续,前瞻研究定群研究随访研究,队列研究,队列：共同暴露于某因素或具有共同特征的一组人群。,非试验性研究，在循证医学证据等级中为级证据,95,在“自然状态”下，根据某暴露因素的有无将选定的研究对象分为暴露组和非暴露组，随访观察两组疾病及预后结局（发病、治愈、药物反应、生存、死亡等），以验证暴露因素与研究疾病之间有无因果联系的观察分析方法。,1.队列研究的概念,暴露组：暴露于（接受）某因素的队列。非暴露组：未暴露于（未接受）该因素的队列。如：临床评价某种疗法或药物的效果或副作用时，在患同一种病人中：暴露组：接受该疗法或某药物的病人非暴露组：接受其它某疗法或药物的病人,96,图2-4-1队列研究示意图,97,队列研究的人群类型根据研究对象构成队列的特点可分为：(1)固定队列研究对象在固定时期或一个短时期之内进入队列并随访至终止，不加新成员(2)动态队列某时期确定队列后，可随时增加新的观察对象,2.队列研究的特点,(1)该研究属于观察性研究，而非实验性研究(2)需要设立对照组，研究对象按是否暴露于某因素进行分组，而非随机分组(3)随访过程中，研究者可通过调查与记录，获得暴露与疾病发生的动态情况(4)研究是在疾病发生前开始的，需经过一段时间随访观察后，才能获得发病的病例，是一种先有原因存在，再追寻相应疾病结果是否发生，即由因找果的研究,98,99,图2-4-2三种队列研究方法类型,3.队列研究的方法类型(1)前瞻队列(2)历史队列(3)双向队列,100,例：Johnson等人（1981年）评价骨髓移植术治疗急性白血病的效果。,现代医学认为，没有理由认为HLA与急性白血病存活有联系。两组病人生存差异完全可能是两种疗法的差异。特点：偏倚小，可信性强；观察时间长，定期随访；费时间、人、物力。,(1)前瞻性队列,(2)历史性队列,又称回顾性队列研究,该方法暴露组和非暴露组的确定要根据过去某时期暴露于某因素情况而定。观察结局（如发病或亡），在研究开始时就可以从历史资料中获得。其观察时间提前，而非由果到因的观察，故该研究方法本质上属于前瞻性研究，资料收集及分析可在较短时间内完成。特点：时间短、省人、物力、出结果快；暴露与结局跨度时间长、偏倚大。,101,102,例：波士顿科学公司2006年回顾比较了应用两种冠脉支架1年期靶血管血运重建（TVR）临床结果，共1558例。,但在糖尿病患者中，紫杉醇支架的TVR发生率明显低于雷帕霉素支架（2.8:8.5），P=0.004。提示：糖尿病患者用紫杉醇支架疗效优于雷帕霉素支架。,103,(3)双向性队列,104,表2-4-1三类队列的优缺点名称优点缺点前瞻队列（即时性）偏倚小时间长、工作量和费用大历史队列（非即时性）时间短、准确性差结果快双向队列相对弥补,(4)三类队列研究的优缺点,105,（一）研究对象的选择1.研究对象的条件1)病因研究目前未患某研究结局疾病，在观察期间可能发生研究结局疾病的人群。2)临床研究满足临床诊断标准、纳入标准并不能被排除的患者，有无特征的两个队列应有较大的可比性。,二、队列研究设计的主要内容,106,2.暴露组的选择1)医院内各种患者：不同干预措施的比较2)人群中的患者：结果具有代表性。观察费用高，易失访。如：阿司匹林与冠心病复发3)医疗人寿保险：如：心电图正常与异常的观察4)有组织的人群团体：如：健康体检5)特殊暴露人群：如：射线白血病6)职业人群,107,3.非暴露组的选择1)内对照在选定的一组研究人群内部形成了对照组为内对照如：高血压病人服用两种药物的对照2)外对照暴露组选自特殊暴露或职业人群时，需在该人群外寻找对照组。如：研究教师与静脉曲张，选择教师以外的人作对照3)同时设内对照与外对照可同时设立内对照与外对照，以便增加判断因果联系依据及减少只用一种对照带来的偏倚,4.暴露组与非暴露组的可比性1)两组人群的基本特征，如：疾病严重程度、病期、病理类型、年龄、性别、民族、职业、文化程度、经济状况等是否可比2)两组在追踪观察过程中发现/检测所研究疾病及其结局的手段或标准是否可比,108,109,（二）样本含量的确定1.样本量决定因素(1)估计非暴露组的发病率（P0）一般无法精确地估计非暴露组发生率。队列研究样本含量估计中常用一般人群发生率代替非暴露组发生病率(2)估计该因素引起的相对危险度(3)所希望达到的检验把握度（1）把握度也称检验效能，要求（1）越大，则需要的样本量也越大（4）检验水准,110,2.样本含量计算公式：,111,例：某医生采用队列研究的方法评价某药物预防脑卒中再发的效果，得知不用药者脑卒中的再发率为23%，估计RR值为0.5，设=0.05、=0.1，问需要多少样本量？已知：,112,计算结果：用药组和非用药组各需要153例。在0.05显著水平上，检出暴露组与非暴露组发病率之间差异的可能性为90%。队列研究容易发生失访。考虑失访的可能性，须加10%的样本量，两组各实际需要样本量为：n1530.9170人。暴露组与非暴露组各需要至少170人。,（三）研究因素的确定、分组和分级(1)研究因素与分组的确定1)因素多为已被病例对照研究、临床经验和/或现况研究初步验证的暴露因素2)对暴露因素必须有明确的规定，即定性和/或定量的规定如：探讨脑卒中患者急性期低血脂水平与神经损伤严重程度关系时，定义血清总胆固醇（TC）和甘油三酯（TG）：低610mmol/L低210mmol/L高610mmol/L高210mmol/L,113,TG,TC,114,又如：探讨吸烟与肺癌之间的因果联系时,暴露因素与疾病之间有无剂量反应关系是判断它们之间有无因果联系的重要条件,115,根据暴露因素水平可将研究对象分为：暴露组（暴露亚组）非暴露组（非暴露亚组）,如：暴露水平：按吸烟支数/日,严重暴露中度暴露轻度暴露,116,（四）观察结局的确定结局指追踪观察中出现的预期结果的事件。要按国际或国内统一标准确定诊断。(1)存活结局发病、治愈、副作用显现、疾病复发等，如：高血压与冠心病之间的关系，观察结局为冠心病的发生。严格的标准：不同型、期、轻重程度。(2)死亡结局：注意其它死亡。(3)结局指标：影像、生化等客观指标。,117,（五）观察期的确定(1)临床观察：依据事件发生时间和量而定并要结合疗程(2)病因研究：考虑诱导期（完成充分病因过程）和隐伏期（病因过程完成到疾病出现前时间）如：评价日本原子弹爆炸后幸存者发生恶性肿瘤危险时，没必要在原子弹爆炸发生即开始随访，应根据评价恶性肿瘤特征最短诱导期和隐伏期，在原子弹爆炸数月后或数年后开始随访，尽量缩短观察期，节约人力、物力、经费并减少失访队列研究开始前，对最短诱导期和隐伏期应做出恰当估计，以合理确定随访观察期限,118,（一）收集的主要内容研究结局指标因素的变动情况资料基线资料（二）收集资料的方法盲法(1)从常规登记中收集结局资料如：病历、传染病报告、尸检报告或生命统计，出生死亡登记等(2)定期健康检查定期体检以确定疾病发生情况,三、资料的收集,119,队列研究资料分析的主要任务：计算暴露组与非暴露组的疾病发生率比较、检验两组间的差异评价暴露因素与疾病结局的因果关系,四、资料分析,120,根据统计分析的要求，队列研究的资料一般整理成表2-4-3的模式。表2-4-3队列研究资料归纳整理表病例非病例合计发病率暴露组aba+b=n1a/n1非暴露组cdc+d=n0c/n0合计m1m0a+b+c+d=tN,式中a/n1和c/n0分别为暴露组的发病率和非暴露组的发病率，是统计分析的关键指标,121,1.发病密度(死亡密度)1)定义：某人群中新病例（死亡）数与该人群中所有个体观察时间和之比。I2)公式IDTiID为发病密度；I为观察期间内新病例；Ti为每个观察对象的观察时间之和,（一）疾病发生（死亡）频率的测量,122,从发病密度定义可见，发病密度表示单位时间内新病例数的变化发病密度的分母（观察时间之和）常用人时来表示。那么，上述公式可表示为：,式中：I为新病例数，为观察人时。,估计发病密度需要计算人时，人时可用暴露人日、暴露人月或暴露人年表示，常用的是暴露人年。,123,3)人年的计算方法小样本暴露人年的计算1人年1人1年大样本暴露人年的计算人年数=（年初人数年末人数）2寿命表法计算暴露人年观察当年进入的个人、失访或出现结局的个人计作1/2人年,124,2.累积发病率(累积死亡率)1)定义：一定期间内，在固定的人群中，从未患某种疾病变为患这种疾病的人所占的比率。I2)公式CI=100%PI为观察期间发生的新病例数；P为暴露人口数,125,（二）暴露因素致病效应指标的测量1.相对危险度1)定义：指暴露组发病（死亡）密度与非暴露组的发病（死亡）密度之比，又称率比（rateratio，RR）。或暴露组的累积发病率（死亡率）与非暴露组的累积发病率（死亡率）之比，又称危险比（riskratio，RR）。,126,2)公式：RR=a/(a+b)/c/(c+d)=ID1/ID0=CI1/CI0式中，ID1为暴露组的发病（死亡）密度；ID0为非暴露组发病（死亡）密度；CI1为暴露组的累积发病（死亡）率；CI0为非暴露组的累积发病（死亡）率。已知当该病的累积发病率较低和观察时间较短时,注意：临床研究RR值的解释要结合研究实际。,127,3)联系强度相对危险度表示了暴露组发病或死亡危险是非暴露组的多少倍，说明了假设因素与疾病的联系强度。ID1=ID0或Cl1=Cl0时，RR=1，无联系。ID1ID0或CI1CI0时，RR1，危险因素或有害因素。ID1ID0或CI1CI0时，RRl，保护因素或有益因素。,128,相对危险度联系强度0.91.01.01.1无0.70.81.21.4弱0.40.61.52.9中等0.10.33.09.0强0.110.0很强,表2-4-7相对危险度的联系强度,129,2.归因危险度（特异危险度；率差）1)定义暴露组与非暴露组发病（死亡）密度（ID1、ID0）之差或暴露组累积发病（死亡）率与非暴露组累积发病（死亡）率（CI1、CI0）之差。2)公式AR=ID1ID0=ID0（RR1）=CI1CI0=CI0（RR1）,130,AR指发病（死亡）的危险特意归因于暴露因素的程度，即完全由暴露因素引起的发病或死亡多高，评价暴露危险更直接真实。估计和评价归因危险度时要注意：如果暴露因素与疾病之间无因果联系，所估计的归因危险度是没有根据和意义的。,131,3)RR与AR意义的异同点RR与AR都是描述暴露因素致病效应指标。RR：说明暴露对于个体而言，使其能比未暴露情况下增加相应疾病的多少倍。具有病因学意义。AR：对于人群而言暴露能比未暴露情况下增加超额疾病的数量。若该暴露因素消除，可减少这超额数量病例的发生。具有疾病预防和公共卫生学的意义。,132,3.归因危险度百分比（AR%；病因分值Etiologicfraction,EF；特异危险度百分比）1)定义在暴露人群中由于暴露因素而导致的发病（死亡）占暴露者的发病（死亡）的百分比。说明在暴露人群中有百分之多少病例可通过阻止或减少暴露于该因素来预防此疾病的发生。2)公式AR%=(ID1ID0)/ID1100%=(CI1CI0)/CI1100%=(RR1)/RR100%,133,（三）资料的统计分析1.累积发病率资料的分析(1)累积发病率的计算暴露组（高儿茶酚胺组）的累积发病率：CI1=27122100%=22.1%非暴露组（低儿茶酚胺组）的累积发病率：CI0=44487100%=9.0%(2)相对危险度的计算RR=22.1%9.0%=2.44,例4-5：血液中儿茶酚胺与冠心病关系的7年队列研究,134,(3)儿茶酚胺与冠心病之间联系的显著性检验H0：RR1（儿茶酚胺与冠心病之间无联系）H1：RR1（儿茶酚胺与冠心病之间有联系）,结果表明，儿茶酚胺与冠心病之间有高度显著的联系。,135,(4)95%可信区间的估计,结果表明，其95%可信区间：RR上限为3.77，下限为1.58。总体相对危险度有95%可能在1.583.77之间。,136,2.发病密度资料的分析探讨X光射线与乳腺癌间的联系，Boice等人选择了因患肺结核反复接受X光透视检查的妇女为暴露组。选择患肺结核但接受X光透视很少的妇女为非暴露组，然后追踪观察。结果见下表：,表2-4-7暴露组与非暴露的乳腺癌发病密度比较,137,(1)发病密度的计算暴露组乳腺癌ID1=I/PT=41/28010=1.46/年非暴露组乳腺癌ID0=I/PT=15/19017=0.79/年(2)相对危险度的计算RR=ID1/ID0=1.460.79=1.86,138,从标准正态分布表查score=2.08，P=0.019,结果说明X光线与乳腺癌之间有显著性联系。,(3)X光射线与乳腺癌之间联系的显著性检验H0：RR1H1：RR1,139,(4)95%可信区间的估计,结果表明，其95%可信区间：RR上限为3.34，下限为1.04。总体相对危险度有95%可能在1.043.34之间。,140,1常见偏倚(1)选择偏倚研究对象：有人拒绝参加，志愿者组成；历史性队：列档案丢失或记录不全等。(2)失访偏倚迁移、死于其他疾病、因某种原因退出等(3)测量偏倚判断暴露为无暴露或判断无暴露为暴露；误诊、漏诊等。(4)混杂偏倚,五、队列研究的偏倚及其控制,141,2.控制方法(1)严格按入选标准，配比、限制选择观察对象及分组。(2)了解志愿者与非志愿者的不同特点，有助于全面解释研究结果。(3)提高观察对象的依从性。(4)选择稳定人群，定期随访，尽最大可能了解失访者的结局，并与随访者结果进行比较。（5）严格培训调查员、标准化测量（6）采用多因素分析的方法,142,1.优点(1)可以计算事件发生率或死亡率可计算疾病发生、结局或药物不良反应的发生率评估疾病、治疗效果或药物不良反应发生的危险程度,六、队列究的优点与缺点,143,(2)可直接分析因果关系由因及果的方法可计算出RR和AR等指标，直接分析暴露因素与疾病发生或结局之间的因果关系(3)结果相对可靠观察性方法有其局限性，但对个体及其暴露（治疗）情况进行了长期随访，可以控制纳入标准、测量指标的选择、如何最佳测量等，获得客观结局的发生信息收集资料采用客观统一方式实施，正确收集资料循证医学证据级别仅次于RCT,144,(4)相对容易完成可以是来自常规收集的数据，也可以是专门为研究而收集的数据或二者的结合，相对容易完成研究成本较RCT低如：对某疾病预后的研究可以从患者历年的住院病历中获得，也可从长期随访的数据库中获取(5)有助于了解疾病自然史,145,2.缺点(1)需要较多的人力、物力；(2)研究周期长，易失访；(3)改变暴露因素后易产生偏倚；(4)难以保证除干预措施以外的其他条件基本相同；(5)不适用于罕见病结局的研究。,146,一、随机对照试验（