【IPR Group】临床流行病学:研究方法Day2

9/22/2019

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9/22/2019 12:00:00 AM

除了前述5个通用的科研板块【科学思维&集成创新】、【文献检索&分析管理】、【研究设计&研究方法】、【数据处理&统计分析】、【科学写作&公开发表】。医学科研还有其独特的属性和内容,即临床流行病学、循证医学、医学伦理学、卫生经济学、医学科技成果转化,五大模块。

在【科研相关的医学辅修课】版块 ,我们将一一系统介绍以上五门学科的主要内容,供大家有基本了解。

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第二节 流行病学研究方法

一、 流行病学的定义及起源:

流行病学(epidemiology)的英文来源于希腊文epi(在……之中、之上)和demo(人群);直译为“研究在人群中发生(事情)的学问(学科,ology)”。因为流行病学是从宏观观察问题,亦从宏观研究疾病与健康,因而被称为医学之母,。

流行病学是研究人群中疾病与健康状况的分布及其影响因素,并研究防制疾病及促进健康的策略与措施的科学,是一门应用科学,也是一门方法学,流行病学有三个阶段的任务,第一步揭示现象(提出假说),第二步找出原因(检验假说),第三步提供措施(验证假说)。

二、 流行病学研究方法分类:

流行病学研究方法总体分为观察法、实验法、数理法三类,每类研究方法中又有多种具体方法。

(一)观察法

观察法就是不对研究对象施加任何实验措施,观察人群在自然状态下疾病、健康状况及有关因素的分布特征。观察性研究不能认为地控制实验条件,只能在自然条件下模拟实验性研究,尽量控制非研究因素,以获得真实的结果。根据选择的研究对象和目的不同,观察法又有描述流行病学和分析流行病学之分。

(二)实验法

实验是指对研究对象有所“介入”并前瞻性地观察介入手段的效应。实验法可以人为地控制实验条件,直接验证可疑病因与疾病之间是否有关联及是否为因果关联。因研究对象和研究目的不同,实验研究又有现场试验和临床试验之分。

(三)数理法

数理法也称理论流行病学,是用数学公式定量地表达病因和宿主之间构成的数学关系,以预测疾病流行规律,从理论上探讨疾病防制措施的效果。

三、 流行病学研究方法介绍:

(一)描述流行病学研究(descriptive study)

利用已有的资料或特殊调查的资料进行整理归纳,按地区、时间和人群分布各种特征加以描绘。通过对比发现分布的特点,然后提出关于致病因素的假设。它是流行病学研究的基础步骤。由于疾病状况和危险因素是同时得到的,因之这种调查方法只能为病因提供线索。为了正确地描述分布,应有明确统一的诊断标准、准确的病例数及有关人口数字。

1. 横断面调查(Cross-section study)

1.1概念及步骤

横断面调查是通过对特定时点(或期间)和特定范围内人群中的有关变量(因素)与疾病或健康状况的关系,即调查这个特定群体中的个体是否患病和是否具有某些变量(或特征)等情况,从而描述所研究的疾病(或某种健康状况)以及有关变量(因素)在目标人群中的分布,也叫现况研究。

研究开展的基本步骤如下:

1.1.1 确定调查的目的、内容、范围、对象、时间,并拟订调查表。研究目的应根据研究所期望解决的问题,明确这次调查所要达到的目的,然后确定采用普查还是抽样调查。确定合适的研究对象也是顺利开展现况研究的关键环节,应根据研究目的对调查对象的人群分布特征、地域范围以及时间点有一个明确的规定,并结合实际情况明确在目标人群开展调查的可行性。

1.1.2 确定所调查疾病的诊断标准:通常诊断标准采用国家标准,这样得到的结果便于与其他研究相比较。

1.1.3 确定调查方式与检验方法:根据不同的目的,一般包括普查和抽样调查。普查即全面调查,是指在特点时点或时期、特定范围内的全部人群(总体)均为研究对象的调查。抽样调查是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进行调查,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。

1.1.4 确定抽样方法与样本含量:抽样可分为非随机抽样和随机抽样。常见的随机抽样方法包括单纯随机抽样、系统抽样、分层抽样、整群抽样和多阶段抽样。决定样本量大小的因素来自多个方面,主要是预期现患率(p);对调查结果精确性的要求,即容许误差(d)越大,所需样本量就越小;要求的显著性水平(ɑ),ɑ值越小,即显著性水平要求越高,样本量要求越大。

1.1.5 组织培训并编印有关调查材料:调查收集资料的方法一经确定,就不能变更,在整个过程中必须前后一致,以避免资料的不同质性。现况研究所获得的资料,应先仔细检查这些原始资料的完整性和准确性,填补缺、漏项,对重复的予以删除,对错误的予以纠正。


1.2 特点:

1.2.1一般不设对照组:

现况研究在设计实施阶段,一般根据研究目的确定研究对象,然后查明该研究对象中的每个个体在某一特定时点上的暴露和疾病的状态,最后在资料处理和分析阶段,才根据暴露(特征)的状态或是否患病的状态来分组比较;

1.2.2特定时点或期间:

现况研究关心的是某一特定时点上或某一特定时期内某一群体中暴露与疾病的状况及其之间有无联系;

1.2.3确定因果联系受限:

现况研究所揭示的暴露与疾病之间的统计学联系,仅为建立因果联系提供线索,是分析性研究(病例对照研究和队列研究)的基础,而不能据此作出因果推断;

1.2.4对不改变的暴露因素,可作因果推论:

对于诸如性别、种族、血型等这类不会因是否患病而改变的因素,可以提示相对真实的暴露(特征)与疾病的时间先后顺序的因果联系;

1.2.5用现在的暴露(特征)来替代或估计过去情况有条件的;

1.2.6定期重复进行可获得发病率资料。


1.3 种类:

横断面调查根据不同的目的,分为普查和抽样调查。

1.3.1普查(Census)——调查特定时点或时期、特定范围内的全部人群(总体),如儿童(≤14岁)的体格普查。普查的优点包括调查对象为全体目标人群,不存在抽样误差;可以同时调查目标人群中多种疾病或健康状况的分布情况;能发现目标人群中的全部病例,为病因研究提供线索。

1.3.2抽样调查(Sampling survey)——随机抽样,调查特定时点、特定范围人群的一个代表性样本,以样本统计量估计总体参数所在范围。与普查相比,抽样调查具有节省时间、人力和物力资源,同时由于调查范围小,调查工作易于做得细致。


1.4 设计与实施

1.4.1 明确目的和类型:

根据研究提出的问题,明确调查目的,根据调查目的确定是普查还是抽样调查。

1.4.2 研究对象(根据研究目的和实际情况选择):

如是普查,选取“某个区域内的全体居民或其中一部分,或某特殊群体”;如是抽样调查,确定对象的原则包括明确抽样研究总体和保证样本代表性。

1.4.3 样本含量

决定样本量大小的因素来自多个方面,主要是预期现患率(p);对调查结果精确性的要求,即容许误差(d)越大,所需样本量就越小;要求的显著性水平(ɑ),ɑ值越小,即显著性水平要求越高,样本量要求越大。预期现患率( P )

计量资料公式:

计数资料公式: 

  t:统计学上的t值                 d:容许误差

  P:某病现患率                       Q=1–P

1.4.4 抽样方法

抽样可分为非随机抽样和随机抽样。非随机抽样在选择样本时,加入人主观因素,使总体中每个个体被抽取的机会是不均等的。而随机抽样遵循随机化原则,保证总体中每一个对象都有同等机会被选入作为研究对象,常见的随机抽样方法包括单纯随机抽样、系统抽样、分层抽样、整群抽样和多阶段抽样。

1.4.5 资料收集

调查收集资料的方法一经确定,就不能变更,在整个过程中必须前后一致,以避免资料的不同质性。资料收集一般有两种方法:一是通过测定或检查的方法,如测定HBsAg是否阳性,血压是否正常等。另一种是通过直接用调查表询问研究对象,让其回答暴露或疾病的情况。这种方法用得较为普遍,如吸烟、饮酒等情况的调查常用此法。

1.4.6 偏倚与控制

偏倚是指从研究设计、实施、数据处理和分析的各个环节中产生的系统误差,以及结果解释、推论中的片面性,导致研究结果与真实值之间出现倾向性的差异,从而错误地描述暴露与疾病之间的联系。现况研究中,偏倚产生的原因主要有:主观选择研究对象,即选择研究对象具有随意性,将随机抽样当作随意抽样;任意变换抽样方法,如根据出院号随机选择时,就不能改用入院号等其他方法来抽样;调查对象不合作或因种种原因拒绝参加,从而降低了应答率;调查到的对象均为幸存者,无法调查死亡者,有一定的局限性和片面性;在询问调查对象有关问题时,由于种种原因回答不准确或回忆不清,特别是健康的调查对象由于没有疾病的经历,而容易将过去的暴露等情况遗忘,导致回忆偏倚;在暴露与疾病的测量中由于测量工具、检验方法不正确,化验技术操作不规范等可导致测量偏倚。

偏倚是可以避免的,因而在现况研究中需要对调查资料进行质量控制。主要从以下几个方面着手:严格遵照抽样方法要求,确保随机化原则;提高研究对象的依从性和受检率;正确选择测量工具和检测方法;培训调查员,统一标准和认识;作好资料的复查复核工作;选择正确的统计分析方法,辨析混杂因素。

1.4.7 资料分析

现况研究所获得的资料,应先检查资料的完整准确性,补缺、补漏,删除重复,纠正错误;对疾病或某健康状态按规定的标准归类、核实,然后可按不同空间、不同时间、不同人群中的分布进行描述。由于现况研究通常只在某一特定时点或时期内对特定人群进行研究,通过收集该人群中每一个个体的暴露(特征)与疾病的资料,可进一步将人群分为暴露组和非暴露组或不同水平的暴露组,比较分析各组间疾病或健康状况发生率的差异;也可将人群分为患病组和非患病组,评价各因素(暴露)与疾病的联系。

现以Ferris和Anderson(1962)所进行的一个关于慢性呼吸道疾病与吸烟、空气污染的现况研究资料为例。其中,有关吸烟和慢性呼吸道疾病的资料经整理如下表所示。


吸烟

不吸烟

合计

现患病人

142

38

180

非病人

12,000

13,100

25,100

合计

12,142

13,138

25,280

表.吸烟与慢性呼吸道疾病的现状调查结果

可计算出吸烟组和不吸烟组的慢性呼吸道疾病的现患率,其分别为142/12,142=11.69‰和38/13,138=2.89‰;也可按患病和非患病组计算各自的暴露率,即慢性呼吸道疾病患者中吸烟的暴露率为142/180=78.89%;而非病人中吸烟的暴露率则仅为12,000/25,100=47.81%。除此描述外,尚须进行统计学的显著性检验和必要时进行吸烟与慢性呼吸道疾病之间关系的危险度估计分析。


1.5 横断面调查的应用

1.5.1 掌握目标人群中疾病的患病率及其分布:描述目标群体中疾病或健康状况在时间、地区和人群的分布情况,是现况研究最常见的用途。对此经常采用的方法是抽样调查。

1.5.2 提供疾病致病因素的线索:现况研究的结果可以为病因未明疾病的研究提供病因线索。通过描述疾病率在不同暴露因素状态下的分布差异、一致、趋同等现象,进行逻辑推理,进而提出该疾病可能的病因因素,如高血压、高血脂、超体重与冠心病的关系。

1.5.3 对疾病监测、预防接种效果及其他资料的质量评价:评价疾病防治措施 通过比较防治措施前后的效果,可以判断某种防治的措施是否有效,也可以通过对不同阶段重复开展现况调查,既可以获得开展其他类型流行病学研究的基线资料,也可以通过对患病率差异的比较,对防治策略、措施的效果进行评价。

1.5.4 确定高危人群:对某些疾病进行“三早”预防措施,即早发现、早诊断、早治疗。例如,为了预防与控制冠心病和脑卒中的发生,需要将目标人群中罹患这类疾病危险性较高的人鉴别出来。


2. 生态学研究(ecological study)

2.1 概念:

生态学研究又称相关性研究,是描述性研究的一种类型,它是在群体的水平上研究某种暴露因素与疾病的关系,以群体为观察和分析单位,通过描述不同人群中某因素的暴露状况与疾病的频率,分析该暴露因素与疾病的关系。疾病测量的指标可以是发病率、死亡率等;暴露也可以用一定的指标来测量,例如不同地区人群的烟草消耗量可以从烟草局等有关部门获得。

2.2 研究目的:

生态学研究的研究目的主要包括以下两个方面:

2.2.1 提供病因线索,产生病因假设:

生态学研究通过对人群中某疾病的频率与某因素的暴露状态进行研究,可分析该暴露因素与疾病之间分布上的关联,提供与疾病发生有关的线索,从而产生病因假设,故生态学研究常常被广泛应用于慢性病的病因学研究,或应用于探讨某些环境变量与人群中疾病或健康状态的关系,为医学假设的建立提供依据。

2.2.2 评估人群干预措施的效果:

通过描述人群中某种(些)干预措施的实施状况及某种(些)疾病的发病率或死亡率的变化,经比较和分析,对干预措施进行评价。此外,在疾病监测工作中,可应用生态学研究来估计监测疾病的发展趋势,为制定疾病预防与控制的策略和措施提供依据。

2.3 研究方法:

2.3.1 生态比较研究

生态比较研究是生态学研究中应用较多的一种方法。其中最为简单的方法是观察不同人群或地区某种疾病的分布,然后根据疾病分布的差异,提出病因假设,如描述胃癌在全国各地区的分布。生态比较研究更常用来比较在不同人群中某因素的平均暴露水平和某疾病频率之间的关系,即比较不同暴露水平的人群中疾病的发病率或死亡率有何差别,了解这些人群的暴露因素的频率或水平,并与疾病的发病率或死亡率作对比分析,从而为病因探索提供线索。

2.3.2 生态趋势研究

生态趋势研究是连续观察人群中某因素平均暴露水平的改变与某种疾病的发病率、死亡率变化的关系,了解其变动趋势;通过比较暴露水平变化前后疾病频率的变化情况,来判断某因素与某疾病的联系。

2.4 研究的优点和局限性

2.4.1 优点:

生态学研究常可应用常规资料或现成资料来进行研究,节省时间、人力和物力,可以很快得到结果;生态学研究对病因未明的疾病可提供病因线索供深入研究;对于个体的暴露剂量无法测量的情况,生态学研究是唯一可供选择的研究方法,如空气污染与肺癌的关系;当研究的暴露因素在一个人群中变异范围很小时,很难测量其与疾病的关系;生态学研究适合于对人群干预措施的评价,例如通过综合方式(如健康教育与健康促进等)减少人群对危险因素的暴露;在疾病监测工作中,应用生态趋势研究可估计某种疾病发展的趋势。

2.4.2 局限性:

生态学谬误是此类研究最主要的缺点。它是由于生态学研究以各个不同情况的个体“集合”而成的群体为观察和分析的单位,以及存在的混杂因素等原因而造成研究结果与真实情况不符;混杂因素往往难以控制;人群中某些变量,易于彼此相关,即存在多重共线性的问题;生态学研究难以确定两变量之间的因果联系。

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