第四章--人群健康研究的流行病学方法

第四章流行病学基本方法,第一节流行病学的概述,一、流行病学的定义,流行病学：是研究疾病和健康状态在人群中的分布及其影响因素，借以制订和评价预防控制和消灭疾病及促进健康的策略与措施的科学基本内涵：对象是人群内容是健康和疾病方法是研究疾病和健康分布目的是控制消灭疾病促进健康,二流行病学的原理与方法,基本原理：1.疾病与健康在人群中的分布；2.疾病的发病过程；3.人与环境的关系；4.病因论及病因推断的原则；5.疾病防制的原则和策略等。,流行病学研究方法,描述流行病学分析流行病学实验流行病学理论流行病学,图10.1流行病学研究方法(按设计类型分类),产生假设检验假设验证假设,观察法实验法数理法,横断面调查监测生态学研究,病例对照研究队列研究,临床试验现场试验社区干预项目,三、流行病学的用途,描述疾病与健康的分布特点探讨疾病与影响流行的因素及确定防制方法应用于诊断、疗效判断、选择治疗方案及预后评价评价疾病的防制和健康促进的效果应用于医疗、卫生、保健服务的决策和评价,第二节疾病的分布,JohnSnow医生对该事件进行了调查,疾病分布的概念,指疾病在不同人群、不同地区、不同时间中的发生频率。又可称为“三间分布”，或称为疾病的“人群现象”。,疾病分布,疾病分布描述的方法,按时间、地区、人群、对资料分类整理,特征描述,资料收集,What？Who？When？Where？Frequency？,一、疾病分布常用的测量指标,（一）生命统计指标1.出生率2.死亡率3.婴儿死亡率4.年龄别死亡率5.5岁以下儿童死亡率6.孕产妇死亡率7.死因别死亡率8.死因构成比9.平均期望寿命,（二）疾病统计指标,某时期内发生某病新病例数同期暴露（平均）人口数,k=100%，1000%时间常常用年,发病率反映疾病发生的强度，对于描述死亡率极低或不致死的疾病尤其重要。多用于急性疾病的统计。,1.发病率k,某时期内发生某病新病例数同期暴露人口数,2.罹患率(attackrate),罹患率测量某一局部地区短时间内病例较多时（如食物中毒）的发病频率。,k,k,3.患病率（prevalencerate）,某特定时间内某病的病例数同期观察人口数,患病率反映特定时间内某人群病例数的多少;同类性质的指标还有感染率、阳性率，等（多用于慢性疾病统计）,一般为某一时点,患病率与发病率的区别,患病率的分子为特定时间内所调查人群中某病新旧病例的总和，而发病率的分子则为一定时期内暴露人群中某病的新发病例数。患病率是由横断面调查获得的疾病频率，是衡量疾病的存在或流行情况的静态指标，而发病率是由发病报告或队列研究获得的疾病频率，是衡量疾病发生情况的动态指标。,影响患病率的因素：发病率,如果某病发病率和病程在长时间内稳定，则：患病率=发病率病程,终止率（痊愈、死亡、迁出）,患病率,1月1日7月10日12月31日,下图是某单位（1000人）2003年某病的发生和死亡情况,死亡,4.感染率：指在某个时间内能检查的人群样本中，某病现有感染者人数所占的比例。用于传染病和寄生虫病的人群感染请抗和分析防治工作效果。,5.续发率（secondaryattackrate),某病二代病例数接触原发病例的易感人数,是衡量某病传染力的指标,100%,传染源,最短潜伏期,接触者,接触者,接触者,非接触者,接触者,接触者,二代续发率=,3/6,接触者,最长潜伏期,死亡率(mortalityrate),某年因某病死亡的人数同期平均人口,衡量某病对人群的危害程度的指标。对于病死率高的疾病，死亡率的意义与发病率相近,k,7.病死率(fatalityrate),某时期因某病死亡的人数同期某病患者人数,病死率是测量疾病严重程度及医疗技术水平的指标。,100%,6.生存率：指接受某种治疗的病人或某疾病患者中，经若干年随访后，尚存活的病人数所占的比例。,二、疾病的流行强度,散发(sporadic)一个地区某时期的发病率未显著超过该地区历年来同时期的一般发病率水平。散发时病例间常无明显联系。流行(epidemic)一个地区某时期的发病率显著超过该地区历年来同时期的一般发病率时，称流行。,大流行(pandemic)发病率超过一般水平且波及范围广，常超过国界、州界，称大流行。爆发(outbreak)是指在一个局部地区或集体单位中，短时间内突然有很多相同的病人出现，这些人多有相同的传染源或传播途径。大多数病人常同时出现在该病的最长潜伏期内。如食物中毒、托幼机构的麻疹、流行性脑脊髓膜炎等的爆发。,三、疾病的三间分布,（一）人群分布,年龄性别职业民族经济文化水平某种特殊的生活习惯等,年龄分布：其差别首先由免疫状态（水平)，其次由遗传因素、生理功能、暴露机会来决定。性别分布：其差异取决于暴露机会、内分泌、遗传、代谢和解剖生理特点等因素等。职业分布：主要与致病因子的暴露机会有关种族和民族分布：与遗传、宗教、风俗、文化、经济、卫生等因素有关。,2002年7月我国人群不同性别HBsAg的阳性率,我国不同民族乙肝病毒感染情况,二、疾病的时间分布,传染病发生频率在时间上变化很大。慢性病要长期观察才能显出变化。,流行曲线的制作,病例,时间,短期波动：某病在某一人群中，在短期内(该病最长潜伏期）集中发生一批病例。季节性周期性：有规律地隔若干年出现一次发病率升高的现象长期变异：长期观察以后其发病危险因素、临床表现、发病率、病死率等有变化,严格季节性明显季节性无季节性,（三）地区分布,影响疾病地区分布的主要因素：（1）与地球表面元素分布不均有关；（2）与疾病的中间宿主及媒介昆虫分布不均有关；（3）与居民的风俗习惯、宗教信仰、社会经济文化、卫生水平、遗传等因素有关。,1.疾病在不同国家及同一国家内不同地区的分布,（1）.国家间的分布（2）.国家内的分布2.疾病的城乡分布传染病：农村高于城市恶性肿瘤：城市高于农村,3.地方性疾病：由于自然环境和社会因素的影响，一些疾病包括传染病和非传染病常在某一地区呈现发病率增高或只在该地区存在，这种情况称为地方性。（1）统计地方性。（2）自然地方性：（3）自然疫源性地方病：指局限于某些特定地区发生或流行的疾病，或是在某些特定地区经常发生并长期相对稳定的疾病。,判断地方性疾病的依据,该病在当地居民中发病率均高，并可随年龄增长而上升；在其他地区居住的相似人群中，该病发病率均低，甚至不发病；外来健康人，居住一段时间后发病率会与当地居民相似；迁出该地居民，该病发病率会下降，患者症状减轻或自愈；当地对该病易感动物可能发生类似疾病。,（四）疾病分布的综合描述,实际工作中常是综合描述来进行分析才能提供更多的信息，才能较全面、正确地反映出之间分布地流行病学特征和规律。,例如：移民流行病学,第三节现况研究一概述,现况研究又称横断面研究，是按照事先设计的要求，在某一时点或短时间内，通过普查、筛检或抽样调查的方法，对某一特定人群的某种疾病或健康状况及有关因素进行调查，从而描述该病或健康状况的分布及其相关因素的关系。,1.描述疾病或健康分布2.发现病因线索3.评价一个国家或地区的健康水平4.适用于疾病的二级预防5.进行疾病监测6.评价疾病的防治效果,（一）目的和用途,（二）现况研究的种类,1.普查2.抽样调查,(1)概念是指在特定时点或时期.特定范围内的全部人群（总体）均为研究对象的调查。目的：1疾病的早期发现和诊断2了解疾病和健康状况的分布,1.普查（census）,(2)适用条件:1.普查的疾病最好是患病率比较高的2.调查目的明确，调查项目简单3.疾病检验方法、操作技术简单，诊断标准灵敏度特异度均较高4.有足够的人力、物资和设备用于发现病例和及时治疗5.有严密的组织和高质量的普查人员队伍6.有群众基础,优点：寻找某病的全部病例并及时治疗；全面描述流行特点不存在医德问题（易被公众接受）缺点：1工作量大.不细，诊断可能不够准确；2不适用于患病率低.无简便易行诊断手段的疾病；3普查的质量不易控制,（3）优缺点,概念：指通过随机抽样的方法，对特定时点.特定范围内人群的一个代表性样本的调查，以样本的统计量来估计总体参数所在范围，即通过对样本中的研究对象的调查研究，来推论其所在总体的情况。,2.抽样调查,目的：1描述疾病分布及其影响因素；2衡量群体卫生水平3检查与衡量资料的质量，常作为其他调查研究方法中的质量控制的方法。基本原理：抽样必须随机化，样本含量要足够，且调查材料的分布要均匀。,抽样调查的优点、缺点,优点：省时间.省人力.省物力.工作较细。缺点：1设计.实施.资料分析较复杂；2重复或遗漏不易被发现；3变异过大的材料和需要普查普治的情况不适合用抽样调查；4患病率太低的疾病不适合抽样调查，抽样比75%时，不如进行普查。,（三）现况研究的优缺点,可弥补常规报告资料的不足；能在较短时间内获得调查结果，花费不大，是常用的流病调查方法；很难判断因果关系，只能提供病因线索；不适用于病程较短的疾病研究。,二、研究设计与实施,（一）明确研究目的（二）确定研究对象:应根据研究目的和实际情况来选择研究对象。（三）确定样本量和抽样方法：预期现患率、变异度、精确度、把握度决定样本量的大小。,样本量的估计,（1）计量资料：s：总体标准差的估计值，d：允许误差（2）计数资料：P：预期(估计)现患率，Q=1P;d为允许误差,（1）单纯随机抽样（2）系统抽样（3）分层抽样（4）整群抽样（5）多级抽样,3.抽样方法,（四）确定研究变量和设计调查表,1.确定研究变量:(1)一般情况：(2)疾病或健康状况：(3)暴露情况,2.调查表的设计,1.问题的排列：被调查者易于接受的问题在前，难于接受的问题(隐私)在后，可提高被调查者对调查的依从性或应答率；2.问句的措辞：应明确，易懂，避免使用专业术语和使人难堪或反感的词句，不带导向性。如“大肠癌病例对照调查表”应改为“生活与健康调查表”；,3.表式：“闭关式”：从n个备选答案中选一。“开放式”：不限定答案，如年龄编码调查表：各问题右边留出方格,注出标号,供编码用4.核实性项目：如，同时设“您今年多大年纪（实足岁）？和”您是哪年哪月哪日出生的？”，核实被调查者对年龄的回答是否正确，借以评估整个调查内容是否正确；,5.时间记录：设调查开始和结束时间等项目，以核查调查员在调查时的认真程度；6.预试：好的调查表往往几经试用和修改。预调查(pilotstudy)可确定调查表的可行性。对调查表在使用中的真实性和可靠性也应做出评价。,（五）资料收集1.利用现有的记录资料2.访问3.体格检查和实验室检查4.现场观察与有关环境因素的检测,（六）资料整理及分析,1.资料的整理2.资料分析(1)常用的分析指标:患病率.发病率.死亡率.(2)分析方法:描述分布,关联分析,单因素对比分析3.结果解释,三、常见偏倚及其控制,可能发生的偏倚:选择偏倚（选择性偏倚,无应答偏倚,幸存者偏倚）信息偏倚（调查对象、调查员、测量）；,质控措施:1）随机抽样。2）提高研究对象的依从性和受检率。3）正确选择测量工具和检测方法，包括调查表的编制。4）培训调查员，统一标准和认识。5）及时复查,复核资料。6）进行预调查,第四节病例对照研究,一、基本原理比较患某病者与未患该病的对照者既往暴露于某个（或某些）可能危险因素的百分比差异，以判断这(些)因素与该病有无关联及关联程度大小的观察性研究方法。（属于回顾性研究）,人数暴露疾病ACBD,+,-,+,-,+,-,研究人群,研究方向,研究类型,按研究目的探索性病例对照研究检验性病例对照研究按配比分类不匹配匹配(群体匹配、个体匹配),二、研究对象的选择,病例的选择病例的确定病例的类型新发病例现患病例死亡病例病例的来源医院病例资料社区人群资料,对照的选择对照形式的选择成组不配比对照成组配比对照个体配比对照对照的规定采用与病例相同的诊断标准明确排除的非患者作为对照，并按规定的人口学特征和其它外部特征的相同要求选择对照。对照的来源从医院的其他病人中选择对照从一般人口中选择对照同时选择两种对照病例的配偶、亲友。,病例和对照常用的选择方法,3.样本含量的估计,影响样本大小的因素1研究因素的人群暴露率估计值，一般可用对照组的暴露率（P0）来代替。2估计的研究因素与研究疾病的相对危险度（RelativeRisk,RR）或比值比（OddsRatio,OR）。3所允许犯假阳性错误的概率。4所希望达到的检验把握度（1-）。,样本含量估计时要注意：样本含量的估计是有条件的，而这些条件并非一成不变，因此所估计的样本含量并非绝对精确的数值。样本含量并非越大越好。病例组和对照组样本含量相等时研究效率较高,样本大小,例:,现设计一吸烟与肺癌关系的病例对照研究，估计对照组中有吸烟史20%，比值比约2，要求=0.05，=0.10，求样本大小。,三、资料的收集,收集内容一般情况疾病情况暴露史收集方法访问调查、通信调查、登记报告、医疗记录、职业史记录等、体检和实验室检查等。暴露因素的收集在全部调查中对待病例组与对照组均应同样认真，以同样的方式询问。,1.成组设计的资料分析数据整理原始资料的再核查，以保证资料的质量和完整性。资料分析的准备（对原始资料进行编码、设计数据库、输入电脑）或汇总成行列表,四、数据整理与分析,统计描述描述一般特征对研究对象的一般特征，如病例和对照的性别、年龄、职业、疾病类型等进行描述。均衡性检验检验病例组和对照组之间除研究因素以外的各种特征是否齐同和近似，以考查组间的可比性。,显著性检验成组病例对照研究的资料分析成组病例对照研究资料整理表,肺癌与吸烟关系的回顾性研究,暴露与疾病的统计学联系（检验病例组和对照组的暴露率的差异是否有统计学意义）当23.84时，P0.05，有统计学意义。当23.84时，P0.05，无统计学意义。,关联强度分析采用比值比（OddsRatio，OR）来估计，比值（Odds）是指事物发生的概率与不发生的概率之比。病例组的比值对照组的比值比值比可信区间估计,OR数值范围对暴露与疾病关联的意义,2.个体匹配设计资料分析以（:）为例,2=2=（b+c40时的校正公式）OR=c/b,五、常见的偏倚及其控制,常见偏倚选择性偏倚信息偏倚混杂偏倚防止设计、实施和分析阶段防止,一、选择偏倚及其控制,入院率偏倚（admissionratebias）亦称伯克森氏偏倚（Berksonsbias），是指利用医院就诊或住院病人作为研究对象时，由于入院率的不同而导致的偏倚。不同疾病在某一类医院的就诊或住院率各异，其原因是多方面的，如不同医院的技术专长，患者所患疾病的严重程度，患者的经济状况，以及就诊方便与否等等，均可影响入院率。因此，若在医院内选择研究对象进行病例对照研究时，这种偏倚出现的可能性较大。,选择偏倚,现患病例新病例偏倚（Prevalence-incidencebias）又称奈曼偏倚（Neymanbias）。如果研究对象选自现患病例，可能会得到更多的信息，但其中很多信息可能只与存活有关，而未必与该病的发病有关，从而可高估某些暴露因素的病因作用。此外，某些疾病的幸存者可能已改变了原先的生活习惯，从而降低了某危险因素的水平，或当其被调查时夸大或缩小了病前生活习惯上的某些特征，从而导致对某因素与疾病关联的错误估计。,选择偏倚的控制,严密的设计，严格研究对象入选条件，尽可能选人群病例，如进行以医院为基础的病例对照，尽可能选择新发病例，最好能在多个医院选择一定时期内连续观察的某种疾病的全部病例或其随机样本。对照亦然。,信息偏倚,回忆偏倚（recallbias）回忆偏倚是指研究对象在回忆某些因素的暴露史时，由于在准确性和完整性上的差异所导致的系统误差。回忆偏倚在病例对照研究中最常见。,信息偏倚,报告偏倚（reportingbias）报告偏倚是指有研究对象有意地夸大或缩小某些信息而导致的偏倚，因此亦称作说谎偏倚。,信息偏倚的预防与控制,提高测量的准确性和可靠性培训调查员，统一标准。调查项目简繁得当，指标客观，问题明确,混杂偏倚,混杂偏倚或称混杂（confounding），是指在病例对照研究中，由于一个或多个潜在的混杂因素（confoundingfactor）的影响，掩盖或夸大了研究因素与疾病（或事件）之间的联系，从而使两者之间的真正联系被错误地估计。控制方法：随机化、限制、匹配。,六、优缺点,1、优点简便、省力（人力、物力），省经费，效率高。可同时研究一种疾病与多种因素间的关系。可初步验证已明确的病因假设，亦可广泛探索众多因素与某种疾病的关系，用以建立病因假设。特别适用于少见病的病因或危险因素研究，因其以较小的样本可得出有价值的结果。若以队列研究方法研究发病率很低的罕见病，则需要很大的样本，在实际工作中往往实行的可能性很小。,2、缺点,不能直接计算疾病的率，只能估计相对危险度，虽可为进一步的研究提供线索，但不能直接得出因果关系的结论。易发生各种偏倚，尤其是回忆偏倚不适于研究人群中所研究因素暴露比例很低的因素选择研究对象时常难以为病例选择到适宜的对照。,小结,是迄今为止最常用的流行病学研究方法之一。广泛应用于探讨疾病病因、干预措施、项目评价以及公共卫生与医学实践的许多方面。特别适用于潜伏期长的、少见病的研究，有时是识别其危险因素的唯一可行的方法。也特别适用于研究分析多种危险因素与研究疾病的联系以及它们之间的相互作用等。,第五节队列研究,队列研究又称定群研究、随访研究是将一个范围明确的人群按是否暴露于某可疑因素及其暴露程度分为不同的亚组，追踪其各自的结局，比较不同亚组之间结局的差异，从而判定暴露因子与结局之间有无因果关联及关联大小的一种观察性研究方法。暴露：指研究对象接触过某种待研究的物质、具备某种待研究的状态或特征。,队列研究原理示意图,一、研究用途与特点,（一）用途检验病因假设:由因到果,可以检验一种暴露与一种疾病的因果关联,也可以同时检验一种暴露与多种结果之间的关联评价预防效果:有些暴露有预防某结局发生的效应研究疾病自然史:观察人群从暴露与某因素后，疾病逐渐发生、发展,直至结局的全过程,（二）特点1.属于观察法:暴露不是人为给予，是研究之前已客观存在的。2.研究对象是按是否暴露进行分组，设立对照3.由“因”及“果”,前瞻性4.能确证暴露与结局的因果关系,能计算发病率,二、研究设计要点,（一）确定研究因素研究因素在队列研究中常称为暴露因子或暴露变量，在研究中要考虑如何选择、规定和测量。一般应对暴露因素进行定量，除了暴露水平以外，还应考虑暴露的时间，以估计累积暴露剂量。同时还要考虑暴露方式。,（二）确定结局变量结局变量（outcomevariable）也叫结果变量，简称为结局。是指随访观察中将出现的预期结果事件，也即研究者希望追踪观察的事件。发病或死亡，某些血清指标，分子标志的变化等。结局就是队列研究观察的自然终点，它与观察期的终止不是一个概念。,（三）研究对象的选择,研究对象必须是未患某研究结局疾病的人群1.暴露人群的选择职业人群研究某种可疑的职业暴露因素与疾病或健康的关系；做历史性队列研究常选择。特殊暴露人群是研究某些罕见的特殊暴露的唯一选择一般人群所研究的因素和疾病都是一般人群中常见的有组织的人群利用他们的组织系统，便于有效地收集随访资料,2.对照人群的选择基本要求：保证与暴露组的可比性内对照选定的一群研究对象内部既包含了暴露组，又包含了对照组，不需到另外的人群去找外对照当选择职业人群或特殊暴露人群做暴露人群时,不能从这些人群中选对照，到该人群之外去寻找对照总人口对照利用整个地区的现成的发病或死亡统计资料，以全人口率为对照多重对照上述两种以上对照形式选择多组人群作为对照。,（四）估计样本含量,影响样本含量的几个因素1.一般人群（对照人群）中所研究疾病的发病率p02.暴露组与对照组人群发病率之差3.要求的值4.效力（power）又称把握度（1-）,三、资料收集,（一）基础资料收集基线资料一般包括待研究的暴露因素的暴露状况，疾病与健康状况，年龄、性别、职业、文化、婚姻等个人状况，家庭环境、个人生活习惯及家族疾病史等。获取基础资料的方式一般有下列四种：1、查阅记录或档案2、访问研究对象或其它能够提供信息的人3、对研究对象进行体格检查和实验室检查4、环境调查与检测,（二）随访,随访对象与方法对暴露组和对照组应采取相同的随访方法，且在整个随访过程中，随访方法应保持不变。随访内容一般与获取的基线资料内容一致，但收集的重点是结局变量,3.结局资料收集观察终点就是指研究对象出现了预期的结果，达到了这个观察终点，就不再对该研究对象继续随访。观察的终止时间观察终止时间是指整个研究工作截止的时间。,四、数据的整理与分析,资料的整理率的计算显著性检验联系强度的测量,队列研究资料整理表病例非病例合计暴露组aba+b非暴露组cdc+d合计a+cb+da+b+c+d暴露组发病率=a/(a+b)对照组发病率=c/(c+d)如果二者差异显著，并且无明显偏倚，则暴露因素与疾病之间有可能存在因果关系,（一）资料的整理,累积发病率（cumulativeincidence）,变化范围：01适用条件：样本大，人口稳定，整齐的资料,（二）率的计算,发病密度(incidencedensity),变化范围：0适用条件：观察时间长，人口不稳定，存在失访，资料不很整齐,（三）率的显著性检验,队列研究中暴露组和非暴露组两组人群发病率或死亡率比较需做统计学显著性检验。,1.相对危险度RR（relativerisk）,Ie：暴露组的率Io：非暴露组的率意义：暴露组发病或死亡的危险是非暴露组的多少倍。RR值越大，暴露的效应越大，暴露与结局关联强度越大。,（四）效应（联系）强度的估计,RR与关联强度,意义：吸烟者因肺癌死亡的危险是非吸烟者的10.7倍吸烟者因心血管疾病死亡的危险是非吸烟者的1.7倍,吸烟者与非吸烟者死于不同疾病的RR,（1/10万人年）,2.归因危险度AR(Attributablerisk),意义：是暴露组发病率与对照组发病率相差的绝对值，它表示危险特异地归因于暴露因素的程度。暴露与非暴露人群比较，所增加的疾病发生数量AR值越大，暴露因素消除后所减少的疾病数量越大,RR与AR的比较RR说明暴露者与非暴露者比较增加相应疾病危险的倍数，具有病因学的意义。AR对人群而言，暴露人群与非暴露人群比较，所增加的疾病发生数量，如果暴露因素消除，就可减少这个数量的疾病发生。具有疾病预防和公共卫生学上的意义。,意义RR吸烟对肺癌的病因学意义较大AR戒烟对心血管疾病的预防作用较大，即公共卫生意义较大,3.归因危险度百分比（AR%）又称为病因分值（etiologicfraction，EF）：是指暴露人群中的发病或死亡归因于暴露的部分占全部发病或死亡的百分比。4.人群归因危险度（populationattributablerisk，PAR）：是指总人群发病率中归因于