abi快速调查中的二级整群随机抽样

1、快速调查中的二级整群随机抽样在社区健康服务研究中,快速流行病学评估(rapidepidemiologicalassessment)是常用的方法。尤其当人力、物力及其它资源有限时,这是一种简单、经济而快速地获取信息的有效方法。 该方法可及时提供实时调查结果作为制定决策的依据当应急事件发生、 需要在短时间内对人群健康作出评价时,更显出其独特的作用。在快速流行病学调查中 ,仍然须注意质量控制 , 比如 ,做好调查员的培训和组织工作,制定明确、客观的检测标准和详细、严格的资料收集方法等。计算机的应用可加快调查和分析进程,在可能的情况下,随机电话和网络电话采访等都是有用的技术。快速流行病学调查评估中常采

2、用多级抽样,二级整群随机抽样(twostageclustersampling) 是一种行之有效、值得推荐的人群调查抽样技术。在第一阶段采用概率比率抽样(probabilityproportionatetosize,PPS) 方法,即根据各群的规模按比例分配样本量,从目标人群中抽取若干“群组”;第二阶段再从第一阶段所抽到的各群组中抽取相同人数组成样本。也可以“户”为抽样单位 ,从第一阶段抽到的各群组中随机抽取相同户数,再进行第二阶段的调查。这两种方法分别用不同的公式计算率、 均数及相应的可信区间。 下面以调查某地人群吸烟行为(吸烟率和平均每日吸烟量)的两个小规模研究为例进行介绍。1 研究 A(

3、群内观察单位数相等)1.1 方法先采用 PPS 法从目标人群中抽取3 个“群组” ,再用单纯随机抽样(SPS)从每个群组中抽取7 人组成样本(图 1) 。为示例方便,在此仅选择3 个群组 ,实际调查应不少于25 个群组,否则将可能产生偏倚。若抽取 30 个群组 ,则与世界卫生的抽样设计相同组织扩大免疫规划 (expandedprogramonimmunization,EPI)1.2 率的计算吸烟率 P 为 :P=am( 式 1)ni=1ai= Zni=1 Zmj=1aij(式 2)P= Zni=1ainm(式 3)公式(式4)中:P为吸烟率,a为吸烟者数,m为调查人数,n为群组数,ai为各群组

4、中吸烟者数 ,m 为每群组的平均人数。 aij 表示第 i 群组 ,第 j 个观察对象,如第一群组的第一个观察对象a1,1是吸烟者，则a1,1 =1;第一群组的第四个观察对象 a1,4是不吸烟者，则a1,4 = 0。群组吸烟率 Pi 为 :Pi= Zmj=1m(式 4)Pi=1+1+1+0+0+0+07=0.43P2=0+0+0+0+0+1+17=0.29P3=0+1+1+1+1+1+17=0.86该样本人群吸烟率p=3+2+63 X7=0.52,即调查对象吸烟率为 52%。或p= Eni=1pin,p=0.43+0.29+0.863=0.52, 必须注意此公式适用于各群组抽样人数相同时的样本

5、率估计。1.3 率的可信区间计算方差:v(p尸 Zni=1(pi-p)2n(n-1)(式 5)率的标准误：se(p)=v(p)= Zni=1(pi-p)2n(n-1)(式 6)CI90%(p)=p 1.64se(p)CI95%(p)=p 1.9se6(p)CI99%(p)=p 2.58se(p)该人群吸烟率的 95 可信区间计算如下 :v(p)=(0.43-0.52)2+(0.29-0.52)2+(0.86-0.52)23(2)=0.029se(p)=0.029=0.17CI95%(p)=0.52 (196 X0.17)=0.52 0.34,该地人群吸烟率及95 %可信限为0.52(0.19,

6、0.86) 。1.4 样本均数的计算平均吸烟量y:观察对象中的吸烟者每日吸烟量在 02包，平均1.5包。y为平均每日吸烟量，yij表示第 i 群组第 j 个观察对象(图 3) 。 Yi 为样本第 i 群内观察值之和 ,T 为各 Ti 的均数。y= Zni=1 Zmi=1nm(式7)图3调查对象(同时作为抽样单位和观察单位)每日吸 烟量 (包/ 日 )Fig3Packssmokedperdayamongpersonsservingasbothsamplingunitsand elementaryunitsy=(1.5+1.5+0.5+0+0+0+0+)+(0+0+0+0+0+2.0+0.5)+(

7、0+1.0+2.0+0.5+1.5 +1.5)3(7)y=3.5+2.5+7.021=1321=0.62由于各群组抽取的人数相同,故可用下式估计y:y= Zhi=1yn(式 8)各群组吸烟者平均每日吸烟量计算如下 :y= Zmj=1yijm(式 9)y1=1.5+1.5+0.5+0+0+0+07=0.50 y2=0+0+0+0+0+2.0+0.47=0.36y3=0+1.0+2.0+0.5+0.5+1.5+1.57=1y=0.50+0.36+1.003=0.62, 结果同上式。1.5 均数的可信区间计算样本均数的方差和均数的标准误分别为v(y)= mi=1(yi-y)2n(n-1)(式 10)

8、se(y)=v(y)= mi=1(yi-y)2)n(n-1)(式 11)代入数据计算:v(y)=(0.50-0.62)2+(0.36-0.62)2+(1.00-0.62)23(2)=0.038se(y)=0.038=0.19CI95%(y)=0.62 (1.96 X0.19)=0.62 0.38,0.62(0.24,1.00)如果排除了偏倚和混杂，可认为该人群平均每日吸烟量有 95 %的可能是0.241包。2研究B(群内观察单位数不等)2.1 方法第一阶段的抽样方法与研究A 相同 ,采用PPS 法从目标人群中抽取3 个“群组”,而第二阶段是从所抽取的每群组中随机抽取2 户进行调查。以“家庭户”

9、为抽样单位可以收集有住户的信息,如每户报刊订阅情况,家庭收入,家庭常用的洗洁剂品牌等。但多数研究还希望获得有关个人的信息, 因此可对所抽中的“户”内的观察对象再进行调查,这时的观察单位是“人”,但每户被调查的人数不尽相同 (图 4) 。图4第一阶段PPS抽样;第二阶段简单随机抽样(SPS),抽取相同户数Fig4PPSsamplingatfirststageandSRsamplingofequalnumberofhousehold satsecondstage研究B所抽取的家庭户，每户有13人,6户共有13人。以m表示该对象是否居住本地 ,本地居民 ,m=1; 非本地居民m=0（ 非本地居民不作

10、为该研究的调查对象）。aijk表示第i群组第j户第k个调查对象，如a1,1,1 =1表示第1群组第1 户第1个调查对象是吸烟者；a3,2,2 = 0表示第3群组、第2户、第2个调查对 象是不吸烟者（图 5） 。图 5 以住户为抽样单位,调查对象（即观察单位,人）的吸烟状况Fig5Packssmokedperdaywithhouseholdsservingassamplingunitsandpers onsaselementaryunits由于各群组抽取的户数相同 （2 户）,可合并以简化分析。 如图 6 的第 1 群组第 2 户 第2个调查对象是不吸烟者.a1,2,2 =0,m1,2,2 =1

11、,可表示为a1,5 = 0和m1,5 = 1（ 图 6） 。图 6 各群吸烟人数（抽样单位 :户 ;观察单位:人）Fig6Tallyofsmokerspercluster-householdsserveassamplingunitsandperso nsaselementaryunits2.2 率的计算由于各户观察人数mi不同,a,m和吸烟率P计算公式为a= Zni=1ai= Eni=1 !mij=1mij（式 12）m= Ini=1mi= Zni=1 Imij=1mij（ 式 13）P= Zni=1 Zmj=1aij Zni=1 Zmj=1mij（式 14）代入数据计算:p=(1+1+0+0

12、+0)+(1+0+1)+(1+1+0+1+0)(1+1+1+1+1)+(1+1+1)+(1+1+ 1+1+1)p=(1+1+0+0+0)+(1+0+1)+(1+1+0+1+0)(1+1+1+1+1)+(1+1+1)+(1+1+ 1+1+1)p=2+2+35+3+5=713=0.54, 即样本人群中54 %是吸烟者。2.3 率的可信区间计算v(p)= Zhi=1(ai-pmi)2n(n-1)m2(式 15)se(P)=v(p)+ Zhi=1(ai-pmi)2n(n-1)m2(式 16)代入数据计算：v(p)= 2-(0.54 X5) 2= 2-(0.54 X3) 2+ 3-0.54 X5)23X

13、2X4.32=0.0064se(p)=0.0064=0.08CI95%(p)=0.54 (1.96 X0.08)=0.54 0.16,0.54(0.38,0.70)。估计该人群吸烟率的95 %可信区间为38 %70 %。2.4 样本均数的计算平均吸烟量y:研究B抽取的3个群组(共6户)的调查人数及吸烟量如图7所示，第1群组第1 户的3人中有2人吸烟，其中1人平均每天吸烟0.5包(y1,1,1=0.5),另1人平均 每天吸烟2包(y1,1,2=2)。图7调查对象(抽样单位:户;观察单位:人)的每日吸烟量(包/日)Fig7Packssmokedperdaywithhouseholdsserving

14、assamplingunitsandpers onsaselementaryunits y= Zhi=1 Zmij=1yij Zhi=1 Zmij=1mij(式 17)以y表示样本人群平均每日吸烟量，yij表示第i群组第j个观察对象的平均每日 吸烟量,h表示群组数,mi表示群组i中的观察对象数，mij = 1为本地居民,mij =0 为非本地居民。依公式17计算：y=(0.5+2.0+0+0+0)+(1.0+0+1.0)+(1.0+0.5+0+1.5+0)(1+1+1+1+1)+(1 +1+1)+(1+1+1+1+1)y=(2.5)+(2.0)+(3.0)5+3+5=7.513=0.58,即该

15、样本人群平均每日吸烟量0.58包。若计算吸烟者平均每日吸烟量，式6-19的分母以7取代13;y=(0.5+2.0)+(1.0+1.0)+(1.0+0.5+1.5)(1+1)+(1+1)+(1+1+1)y=(2.5)+(2.0)+(3.0)2+2+3=7.57=1.07即该样本人群中的吸烟者平均每日吸烟量大于1包。2.5 样本均数可信区间计算 v(y)= Zhi=1(yi-ymi)2h(h-1)m2(式 18)se(y)=v(y)= Zhi=1(yi-ymi)2h(h-1)m2(式 19)代入数据计算样本人群平均每日吸烟量的95 %可信区间为：v(y)= 2.5-(0.58 X5) 2+ 2.0-(0.58 X3) 3+ (3.0-(0.58 X5) 23 (2)4.332=0.002se(y)=0.002=0.005CI95%(y)=0.58 (1.960.05)=0.58 0.09,0.58(0.49,0.67)该样本人群中的吸烟者平均每日吸烟量的95 %可信区间为：vy= 2.5-(1.07 X2)2+ 2.0-(1.07 X2)2+ (3.0-(1.07 X3) 23(2)2.332=0.006 se(y)=0.006=0.08CI95%(y)=1.07 (1.96 义 0.08)=1.07 0.15,1.07(0.