第9章 偏倚及其控制

第9章偏倚及其控制

Chapter9BiasContents概述偏倚的分类及其产生的原因偏倚的控制第1节概述Section1Introduction例9-1某医师研究一项新技术对临床疾病诊断的意义，实验组选用被金标准证实有病的典型病例，对照组选用即使仅靠临床诊断也有把握排除的、甚至是完全无病的健康人。结果表明应用此项新技术对临床疾病的诊断有很高的灵敏度和特异度，并且该医师认为其是最有潜力的筛查和诊断工具问题

该医师的做法是否正确该实验设计存在哪些问题分析(1)不正确(2)试验结果存在偏倚，这种偏倚是由于选择研究对象不当造成的实验组均为典型病例，容易被该新技术检测出来，人为提高了灵敏度对照组均为健康人，容易被该新技术鉴别为非病例，人为提高了特异度一、研究的真实性研究的真实性或效度（validity）研究收集的数据、分析结果和所得结论与客观真实值的符合程度测量值与真实值之间的差异来源于误差误差某特征的测量值与真实值（金标准）之间的差异随机误差系统误差类别内部真实性外部真实性随机误差与系统误差的区别一、研究的真实性项目随机误差系统误差/偏倚概念由于多种无法控制及不能预测的因素引起的一类表现不恒定的随机变化的误差由一些已知或可控制的因素引起的使研究结果或推论系统偏离真实情况的误差来源测量工具和方法的随机变异个体内或个体间的随机变异随机出现测量工具和方法的错误研究设计、实施、分析和推断时均出现性质随机性偏差系统性错误特征没有固定方向和大小，一般呈正态分布有固定方向和大小，一般呈偏态分布控制不能完全消除（不可避免）可通过增大样本含量来减小（随样本量增大而减小）可以完全消除（可以避免）通过控制相应的因素来消除（不随样本量增大而变化）随机误差与系统误差的区别cont.系统误差随机误差误差样本大小图9-1系统误差和随机误差与样本大小的关系（Rothman,2002）一、研究的真实性内部真实性（internalvalidity）概念研究结果与研究对象真实值的符合程度，即测量值与真实值的符合程度反映研究本身是否真实有效控制/改善措施限制研究对象的类型和研究环境条件增加研究对象的同质性，即选用同质个体作为研究对象同一种系、同一窝别的小白鼠限制条件过多会影响结果的外推一、研究的真实性外部真实性（externalvalidity）概念研究结果与推论对象真实值的符合程度反映研究结论能否推广应用到研究对象以外的人群控制/改善措施增加研究对象的异质性，提高研究对象的代表性内部真实性与外部真实性的联系外部真实性的前提是内部真实性具备内部真实性不一定具备外部真实性一、研究的真实性【知识点9-1】研究的真实性或效度是指研究收集的数据、分析结果和所得结论与客观真实值的符合程度内部真实性是指研究与实际研究对象真实值的符合程度。它回答一个研究本身是否真实或有效外部真实性是指研究结果与推论对象真实值的符合程度。它回答一个研究的结论能否推广应用到研究对象以外的人群二、研究的偏倚（bias）概念偏倚：在研究过程中，由于某种或某组因素的影响，使研究结果或结论系统地偏离真实情况，其偏离的方向一致或基本一致，属于系统误差血压测量：血压计测量值系统偏离动脉内插管法（金标准）测量结果，该误差即为偏倚类型正偏倚：系统偏大，高估研究结果负偏倚：系统偏小，低估研究结果度量金标准【知识点9-2】偏倚是指在研究过程中，由于某种或某组因素的影响，使研究的结果或结论系统地偏离真实情况，其偏离的方向一致或基本一致，这种系统误差称为偏倚偏倚有两个方向：正偏倚和负偏倚第2节偏倚的分类及其产生的原因Section2CategoriesandCausesofBias偏倚的分类偏倚选择偏倚信息偏倚混杂偏倚【例9-2】评价两种手术方法（扩大根治术和一般子宫全切术）治疗子宫颈癌的疗效。在某教学医院连续选取100例经扩大根治术手术的子宫颈癌病人进行跟踪随访，同时在另外一家医院选择一般子宫全切术的子宫颈癌病人进行随访观察。最后结果显示，接受一般子宫全切术的病人平均存活期长于经扩大根治术手术的病人问题以上案例存在哪种偏倚入院率偏倚【例9-3】在医院内心肌梗死病人中调查大量饮用咖啡者心肌梗死患病的危险性是否提高，得出大量咖啡对心肌梗死的患病并无影响的结论。而事实上多数报道显示大量饮用咖啡心肌梗死发病危险性是对照的2倍问题以上案例存在哪种偏倚现患病例-新发病例偏倚现患病例（病例对照研究）新发病例（队列研究）【例9-4】有学者研究慢性阻塞性肺疾病（COPD）病人“轻运动疗法”是否优于其他治疗方法。愿意参加者为试验组，不愿意参加者为对照组。结果显示，参加“轻运动疗法”的病人复发率低于对照组，提高“轻运动疗法”优于其他治疗方法问题以上案例存在哪种偏倚志愿者偏倚选择偏倚概念研究者在选择观察对象时，由于选择条件的限制或设计失误、选择对象的方法不当等原因造成研究结果与真实情况之间的误差又指被选入到研究中的研究对象，与没有被选入者特征上的差异所导致的系统误差发生环节设计阶段确定研究样本、选择比较组时资料收集过程失访或无应答等在各类流行病学研究中均可发生1.方便抽样、随意抽样、偶遇抽样等非随机抽样所致的偏倚2.参与者引起的无应答偏倚、志愿者偏倚、失访偏倚和生存偏倚等3.病例确认不当所致的入院率偏倚、现患病例-新发病例偏倚、检出症侯偏倚、时间效应偏倚、领先时间偏倚等选择偏倚的种类常见的选择偏倚1.入院率偏倚／伯克森偏倚（Berkson’sbias）概念在进行病例对照研究探索病因时，病例组和对照组具备或不具备某一因素者由于入院的概率不同，可能产生某因素与该疾病的虚假联系，这种虚假的联系称之该偏倚常发生在以医院为基础的病例对照研究当以医院为基础的和以社区为基础的病例对照研究的效应联系强度（OR）的差异较大时，往往提示可能存在入院率偏倚常见的选择偏倚1.入院率偏倚／伯克森偏倚（Berkson’sbias）cont.原因疾病的严重程度病情严重的住院率高，而病轻者往往不一定就医看病的难易程度医院供大于求时，病人看病住院容易，入院率就高居民经济收入水平和有无医疗保障制度社区人群某病的病死率往往低于医院人群常见的选择偏倚2.检出症侯偏倚某一因素与某一疾病并无因果联系，但因该因素能促进类似的症状和体征出现，使病人急于求医，医生注意这种临床表现和疾病的早期诊断，使该病的检出率大为提高，从而得出某因素与该病有因果关系的联系该偏倚常发生在以医院为基础的病例对照研究雌激素子宫出血导致子宫内膜癌早诊断虚假关联3.易感性偏倚（susceptibilitybias）概念指因两组人群对疾病易感性不同而造成的偏倚健康工人效应（healthyworkereffect）暴露者（工人）与一般人群的发病率或死亡率差异无统计学意义，该物质暴露与研究疾病无关原因暴露者（工人）的健康水平或对暴露物质耐受性比一般人群高，从而表现出对某疾病的易感性低常见的选择偏倚常见的选择偏倚4.现患病例-新发病例偏倚／奈曼偏倚(Neymanbias)以现患病例为对象进行研究与以新发病例为对象进行研究时相比，因研究对象的特征差异所致的系统误差发生偏倚原因现患病例（尤其是病程较长的病例）中待研究的暴露因素可能因患病而发生改变（如改变了生活习惯），使暴露与疾病关联不真实新发病例涵盖了所有不同病情和不同预后的病例，能代表病例总体，与预后因素无关，暴露因素也来不及改变，从而得出真实的联系常见的选择偏倚5.无应答偏倚（non-respondentbias）无应答者指由于种种原因那些没有对调查信息予以应答的研究对象失访本质上属于无应答无应答偏倚在特定研究样本中，无应答者的患病状况以及对某些研究因素的暴露情况与应答者可能会不尽相同，从而导致系统误差信息偏倚（informationbias）概念亦称观察偏倚（observationalbias）或测量偏倚（measurementbias）指在信息收集和整理过程中，由于各种原因的影响而出现的系统误差表现错误分类（misclassification）无差异错误分类（non-differentialmisclassification）错误分类等同发生在用于比较的两组之中有差异错误分类（differentialmisclassification）

错误分类不等同发生在用于比较的两组之中信息偏倚程度与方向(Cont.)1.无差异错误分类错误分类等同发生在用于比较的两组之中调查所得资料的效应估计值（OR或RR）低于实际效应值低估研究因素与研究疾病之间的联系信息偏倚程度与方向(Cont.)暴露史心肌梗死对照高脂膳食6040低脂膳食4060合计100100暴露史心肌梗死对照高脂膳食4832低脂膳食5268合计100100研究真实数据错误分类数据与真实数据相比，等比例的摄入高脂膳食的病例（12例，20%）和对照（8例，20%）都低报了脂肪摄入量，即暴露的错误分类在两组之间相等，属于无差异错误分类，结果导致OR值低估例12.有差异错误分类(Cont.)错误分类不等同发生在用于比较的两组之中调查所得资料的效应估计值（OR或RR）高于或低于实际效应值高估或低估研究因素与研究疾病之间的联系常见于回忆偏倚和调查者偏倚回忆偏倚产生于研究对象在记忆过去活动和暴露上的能力有差异调查者偏倚产生于调查者对研究对象差异性收集信息，比如对病例组的询问会更深入详细信息偏倚程度与方向(Cont.)暴露史心肌梗死对照高脂膳食6040低脂膳食4060合计100100暴露史心肌梗死对照高脂膳食6032低脂膳食4068合计100100研究真实数据错误分类数据与真实数据相比，所有的病例正确回忆了膳食脂肪摄入状况，而只有80%的对照正确回忆了膳食脂肪摄入状况，即暴露的错误分类在两组之间不等，属于有差异错误分类，结果导致OR值高估例2信息偏倚程度与方向常见的信息偏倚1.回忆偏倚（recallbias）被调查者的记忆失真或不完整，使其准确性与真实情况之间存在着误差产生环节被调查事件发生时间已久，研究对象记忆不清被调查事件发生频率很低，未留下深刻印象研究对象对调查内容关心程度不同导致回忆认真程度不同病例常常努力回忆暴露来理解为什么会得病对照可能不大记得起暴露，因为那对他们不重要常见的信息偏倚2.报告偏倚（reportingbias）在研究信息收集时，由于某些原因，研究对象有意夸大或缩小某些信息而导致的系统误差涉及劳保、福利时，职业人群可能会夸大某些有害因素的暴露信息涉及健康状况时，研究对象可能为继续从事该项工作而有意掩盖某些患病信息盲法使用不当导致研究对象知道分组情况，可能有意夸大或缩小疗效或不良反应敏感问题的调查较易出现瞒报常见的信息偏倚3.调查偏倚指在调查病例与对照时，由于两组的调查环境与条件不同，也可能是调查人员的素质不高从而造成了两组的误差病人在医院住院期间进行调查，而对照是在家庭中进行调查调查者对病例和对照的态度不同，或者是病例及对照分别由两个人进行调查，调查方法和质量有差异4.诊断怀疑偏倚（exposuresuspicionbias）多见于队列