九章常见偏倚及其控制课件.ppt

1、1 第九章第九章 流行病学的常见偏倚及控制流行病学的常见偏倚及控制 重点：重点：掌握选择偏倚、信息偏倚和混杂偏倚概念；掌握选择偏倚、信息偏倚和混杂偏倚概念；掌握各种偏倚产生原因及控制措施；掌握各种偏倚产生原因及控制措施；.2 本章内容本章内容 第一节第一节 误差与研究的真实性误差与研究的真实性 第二节第二节 研究的真实性研究的真实性 第三节第三节 偏倚偏倚 .3 第一节第一节 误差误差 一、随机误差一、随机误差 二、系统误差二、系统误差 三、随机误差与系统误差的区别三、随机误差与系统误差的区别.4一、随机误差一、随机误差 定义：由于多种无法控制及不能预测定义：由于多种无法控制及不能预测的因素引

2、起的一类表现不恒定、随机变化的因素引起的一类表现不恒定、随机变化的误差叫随机误差。又叫机会。来源包括：的误差叫随机误差。又叫机会。来源包括：1 1、测量方法或测量工具本身产生随机、测量方法或测量工具本身产生随机变异；变异；2 2、个体内的随机生物学变异；、个体内的随机生物学变异；3 3、个体间的随机变异。、个体间的随机变异。.5 随机误差随机误差 可用统计学方法来估计，增大样本可用统计学方法来估计，增大样本含量可减少，没有固定方向和固定大小，含量可减少，没有固定方向和固定大小，一般呈正态分布。一般呈正态分布。.6二、系统误差二、系统误差 定义：是指研究过程中，由一些已定义：是指研究过程中，由一

3、些已知或可控制的因素引起的使研究结果或知或可控制的因素引起的使研究结果或推论系统地偏离真实情况的的误差。在推论系统地偏离真实情况的的误差。在研究设计、资料的收集、分析、解释或研究设计、资料的收集、分析、解释或发表过程中，都有可能发生系统误差，发表过程中，都有可能发生系统误差，导致结论系统地与真实值不同。导致结论系统地与真实值不同。系统误差又叫偏倚。系统误差又叫偏倚。.7 系统误差来自于对象选取、测量和系统误差来自于对象选取、测量和统计分析等的方法学缺陷，有固定方向统计分析等的方法学缺陷，有固定方向和固定大小的误差和固定大小的误差 。.8三、随机误差和系统误三、随机误差和系统误差的区别差的区别随

4、机误差随机误差系统误差系统误差来源来源测量工具、个体内及测量工具、个体内及个体间的无规律变异个体间的无规律变异测量工具、个体内及测量工具、个体内及个体间的无规律变异，个体间的无规律变异，及不合理的抽样、测及不合理的抽样、测量、分析、结果解释量、分析、结果解释等等大小和方向大小和方向不可预测，但可用统不可预测，但可用统计学方法检验和量化计学方法检验和量化对结果的方向和大小对结果的方向和大小大多可预测，但不可大多可预测，但不可用统计学方法检验和用统计学方法检验和量化量化减少和控制减少和控制可通过改善研究设计、可通过改善研究设计、增大样本量减少增大样本量减少根据误差来源及对结根据误差来源及对结果影响

5、的规律采取针果影响的规律采取针对性的措施以避免和对性的措施以避免和控制控制.9第二节第二节 研究的真实性研究的真实性 定义定义 内部真实性内部真实性 外部真实性外部真实性 .10 真实性真实性(效度效度)：指研究收集的数据、分析结果和所得结指研究收集的数据、分析结果和所得结论与客观实际的符合程度。论与客观实际的符合程度。一、定义定义.11二、内部真实性二、内部真实性 内部真实性（内部真实性（internal validity）定义定义研究结果与实际研究对象真实研究结果与实际研究对象真实情况的符合程度情况的符合程度,它回答一个研究本身是否它回答一个研究本身是否真实或有效。真实或有效。改善措施改善

6、措施 限制研究对象的类型和研究的环境条限制研究对象的类型和研究的环境条件。件。.12 三、外部真实性三、外部真实性 外部真实性（外部真实性（external validity）定义定义研究结果与推论对象真实情况研究结果与推论对象真实情况的符合程度，又称为普遍性的符合程度，又称为普遍性（generalizability）。它回答一个研究能否推）。它回答一个研究能否推广应用到研究对象以外的人群。广应用到研究对象以外的人群。改善措施改善措施增加研究对象的异质性，使得研究对象增加研究对象的异质性，使得研究对象的代表性范围扩大。的代表性范围扩大。.13第三节 研究的偏倚 选择偏倚选择偏倚 信息偏倚信息偏

7、倚 混杂偏倚混杂偏倚.14一、选择偏倚一、选择偏倚（selection bias）（一）定义定义 研究对象的选取过程中，由于选取方式不研究对象的选取过程中，由于选取方式不当，导致入选对象与未入选对象之间存在系统当，导致入选对象与未入选对象之间存在系统差异，由此造成的偏倚称为选择偏倚。例如研差异，由此造成的偏倚称为选择偏倚。例如研究对象采用志愿者，方便样本，或者研究对象究对象采用志愿者，方便样本，或者研究对象的无应答或失访等。的无应答或失访等。.15 描述性研究的选择偏倚描述性研究的选择偏倚 主要体现主要体现在样本对总体的代表性上在样本对总体的代表性上 如不是采用随机抽样而是使用方便样本，或某些

8、特定如不是采用随机抽样而是使用方便样本，或某些特定群体（志愿者、因特网利用者等）造成的外部效度（外推）群体（志愿者、因特网利用者等）造成的外部效度（外推）受限问题。受限问题。控制方法控制方法 尽量采用随机抽样，避免样本选取的偏向尽量采用随机抽样，避免样本选取的偏向对特定群体的结果在外推上要谨慎等对特定群体的结果在外推上要谨慎等 .16 分析性研究的选择偏倚分析性研究的选择偏倚 主要体现主要体现 研究对象进入、排除、不参与或失访等与研究对象进入、排除、不参与或失访等与研究暴露或处理因素存在关联，由此增大或减少暴露与研究暴露或处理因素存在关联，由此增大或减少暴露与疾病、处理与效应的关联，导致效应估

9、计的偏倚。疾病、处理与效应的关联，导致效应估计的偏倚。控制方法控制方法选取具体环节或已选取人群的具体特征选取具体环节或已选取人群的具体特征分析研究对象的选取是否同暴露或处理因素有关分析研究对象的选取是否同暴露或处理因素有关.17（二）、选择偏倚的种类二）、选择偏倚的种类（1 1）入院率偏倚（）入院率偏倚（Berksons biasBerksons bias）指利用医院门诊或住院病人作为指利用医院门诊或住院病人作为研究对象时研究对象时,由于入院率的不同而导致的由于入院率的不同而导致的偏倚。偏倚。.18 社会阶层与颈椎病社会阶层与颈椎病 假定某人群中有假定某人群中有60006000人患颈椎人患颈椎

10、病，病，60006000人患冠心病，并且在患这两种人患冠心病，并且在患这两种疾病的人中各有疾病的人中各有20%20%的人属于上等社会阶的人属于上等社会阶层。层。这两种疾病的病人社会阶层情况：这两种疾病的病人社会阶层情况：1.1.患冠心病并属上等阶层：患冠心病并属上等阶层：12001200人人2.2.患颈椎病并属上等阶层：患颈椎病并属上等阶层：12001200人人3.3.患冠心病不属上等阶层：患冠心病不属上等阶层：48004800人人2.2.患颈椎病不属上等阶层：患颈椎病不属上等阶层：48004800人人.19OR12004800/1200480012=1，P0.05.20又假定患冠心病者入院率

11、为又假定患冠心病者入院率为60%60%，颈椎病为，颈椎病为25%25%，上等阶层者因接受保健检查的入院，上等阶层者因接受保健检查的入院率为率为40%40%。那么实际入院人数为：。那么实际入院人数为：1.1.患冠心病并属上等阶层：共患冠心病并属上等阶层：共12001200人，人，正常入院：正常入院：1200120060%60%720720人人 接受保健检查入院：接受保健检查入院：48048040%40%192192人人 实际入院人数：实际入院人数：720720192192912912人人2.2.患冠心病不属上等阶层：共患冠心病不属上等阶层：共48004800人人 正常入院：正常入院：480048

12、0060%60%28802880 实际入院人数：实际入院人数：28802880.213.3.患颈椎病并属上等阶层：共患颈椎病并属上等阶层：共12001200人，人，正常入院：正常入院：1200120025%25%300300人人 接受保健检查入院：接受保健检查入院：90090040%40%360360人人 实际入院人数：实际入院人数：300300360360660660人人4.4.患颈椎病不属上等阶层：共患颈椎病不属上等阶层：共48004800人人 正常入院：正常入院：4800480025%25%12001200 实际入院人数：实际入院人数：12001200.22 颈椎病与社会地位的关系：社

13、会 地 位 病 例 组（颈 椎 病）对 照 组（冠 心 病）合 计 上 等 阶 层 660 912 1572 非 上 等 阶 层 1200 2880 4080 合 计 1860 3792 5652 OR6602880/91212001.73（P10%10%），应对无应答者进行抽），应对无应答者进行抽样调查，以判断无应答对研究结果有无影响。样调查，以判断无应答对研究结果有无影响。.354.4.随机选择研究对象；多个医院选择研究随机选择研究对象；多个医院选择研究对象；同时选择医院和社区的对象。对象；同时选择医院和社区的对象。5.5.选择新发病例作为对象。选择新发病例作为对象。6.6.采取严格科学的

14、研究设计。采取严格科学的研究设计。.36二、二、信息偏倚信息偏倚 指在研究的实施阶段从研究对象获指在研究的实施阶段从研究对象获取研究所需的信息时所产生的偏倚。取研究所需的信息时所产生的偏倚。可来自研究对象、研究者、也可来可来自研究对象、研究者、也可来自测量的仪器、设备、方法等。自测量的仪器、设备、方法等。其表现是使研究对象的某特征被错其表现是使研究对象的某特征被错误分类。误分类。又称为观察偏倚或错分偏倚。又称为观察偏倚或错分偏倚。.37一、信息偏倚的种类信息偏倚的种类（一）回忆偏倚：指研究对象在回忆以往发生的（一）回忆偏倚：指研究对象在回忆以往发生的事情或经历时，由于在准确性和完整性上的差异事

15、情或经历时，由于在准确性和完整性上的差异所致的偏倚。所致的偏倚。小儿白血病母亲怀孕时接受小儿白血病母亲怀孕时接受x x线的回忆线的回忆 死于白血病的小儿的母亲增加了暴露死于白血病的小儿的母亲增加了暴露于于x x线的回忆。线的回忆。病例病例 医院医院 对照对照 社区社区认真回忆暴露史认真回忆暴露史 暴露经历易遗忘或不重视暴露经历易遗忘或不重视 .38类风湿关节炎的家族史类风湿关节炎患者 比其同胞、对照更能提供阳性家族史.39（二）报告偏倚：研究对象有意夸大或缩（二）报告偏倚：研究对象有意夸大或缩小某些信息而导致的偏倚。小某些信息而导致的偏倚。如隐瞒与隐私有关的暴露史如隐瞒与隐私有关的暴露史 保护

16、调查对象声誉隐瞒不良暴露史保护调查对象声誉隐瞒不良暴露史 夸大职业暴露夸大职业暴露.40（三）诊断怀疑偏倚：研究者事先已经知道（三）诊断怀疑偏倚：研究者事先已经知道研究对象的暴露史，怀疑他们已经患某种研究对象的暴露史，怀疑他们已经患某种疾病，于是在对暴露者和未暴露者作诊断疾病，于是在对暴露者和未暴露者作诊断或分析时，采取了不可比的做法，从而导或分析时，采取了不可比的做法，从而导致偏倚。致偏倚。多见于临床试验、队列研究，特别多见于临床试验、队列研究，特别是在诊断亚临床病例、判断药物的不良反是在诊断亚临床病例、判断药物的不良反应时最易产生。应时最易产生。.41 研究口服降糖灵治疗研究口服降糖灵治疗

17、2 2型糖尿病是否导致型糖尿病是否导致心血管病死亡率升高心血管病死亡率升高 降糖灵组降糖灵组：死亡者均尸体解剖，寻找心：死亡者均尸体解剖，寻找心血管病的死因。血管病的死因。其他组其他组：（对照组、胰岛素组）：（对照组、胰岛素组）难得解剖难得解剖 .42（四）暴露怀疑偏倚：研究者事先知道研（四）暴露怀疑偏倚：研究者事先知道研究对象的患病情况，而采用不可比的方究对象的患病情况，而采用不可比的方法在病例组和对照组中探索可疑的致病法在病例组和对照组中探索可疑的致病因素导致的偏倚。因素导致的偏倚。（五）测量偏倚：指对研究所需指标或数（五）测量偏倚：指对研究所需指标或数据进行测量时产生的偏倚。据进行测量时

18、产生的偏倚。.43 两种结果两种结果无差异性错误分类无差异性错误分类 暴露或疾病的错误分类同研究分组无关，暴露或疾病的错误分类同研究分组无关，各比较组间不存在差异；在多数情况下各比较组间不存在差异；在多数情况下模糊了研究组的差异，使模糊了研究组的差异，使OROR偏低偏低差异性错误分类差异性错误分类 暴露或疾病的错误分类同研究分组有关，暴露或疾病的错误分类同研究分组有关，各比较组间存在差异；造成高估或低估各比较组间存在差异；造成高估或低估效应值效应值.44无 差 异 性 错 误 分 类 研研 究究 真真 实实 数数 据据 错错 误误 分分 类类 数数 据据 高 脂 肪膳 食 低 脂 肪 膳 食

19、高脂肪膳食 低 脂 肪 膳 食 心 肌 梗 死 6 0 4 0 心 肌 梗 死 4 8 5 2 对 照 4 0 6 0 对 照 3 2 6 8 O R=(6 06 0)/(4 04 0)=2.3 O R=(4 86 8)/(5 23 2)=2.0 差 异 性 错 误 分 类 研研 究究 真真 实实 数数 据据 错错 误误 分分 类类 数数 据据 高 脂 肪膳 食 低 脂 肪 膳 食 高脂肪膳食 低 脂 肪 膳 食 心 肌 梗 死 6 0 4 0 心 肌 梗 死 6 0 4 0 对 照 4 0 6 0 对 照 3 2 6 8 O R=(6 06 0)/(4 04 0)=2.3 O R=(6 06

20、 8)/(4 03 2)=3.2 图4 无 差 异 性 错 误 分 类 和 差 异 性 错 误 分 类 的 示 例 无差异性错误分类 研研究究真真实实数数据据 错错误误分分类类数数据据 高脂肪膳食 低脂肪 膳食 高脂肪膳食 低脂肪 膳食 心肌梗死 6 0 4 0 心肌梗死 4 8 5 2 对 照 4 0 6 0 对 照 3 2 6 8 O R=(6 06 0)/(4 04 0)=2.3 O R=(4 86 8)/(5 23 2)=2.0 差异性错误分类 研研究究真真实实数数据据 错错误误分分类类数数据据 高脂肪膳食 低脂肪 膳食 高脂肪膳食 低脂肪 膳食 心肌梗死 6 0 4 0 心肌梗死 6

21、 0 4 0 对 照 4 0 6 0 对 照 3 2 6 8 O R=(6 06 0)/(4 04 0)=2.3 O R=(6 06 8)/(4 03 2)=3.2 图3 无差异性错误分类和差异性错误分类的示例.45二、信息偏倚的控制二、信息偏倚的控制（一）制定明细的资料收集方法和严格的质量控（一）制定明细的资料收集方法和严格的质量控制方法制方法（二）尽可能采用（二）尽可能采用“盲法盲法”（三）尽量收集客观指标的资料。（三）尽量收集客观指标的资料。（四）收集资料的范围可以适当有意识地扩大些，（四）收集资料的范围可以适当有意识地扩大些，借以分散调查人员和研究对象对某项因素的注借以分散调查人员和研

22、究对象对某项因素的注意力，减少某些偏见带来的偏倚。意力，减少某些偏见带来的偏倚。（五）通过调查知情人或采用相应的调查技术，（五）通过调查知情人或采用相应的调查技术，获取正确信息，避免报告偏倚。获取正确信息，避免报告偏倚。（六）选择一个与暴露史有联系的鲜明的记忆目（六）选择一个与暴露史有联系的鲜明的记忆目标帮助其联想记忆或选择新病例作为对象。标帮助其联想记忆或选择新病例作为对象。.46三、三、混杂偏倚混杂偏倚一、概述概述1.1.混杂偏倚：当研究暴露于某一因素与疾混杂偏倚：当研究暴露于某一因素与疾病的关系时，由于一个或多个既与疾病病的关系时，由于一个或多个既与疾病有制约关系，又与暴露密切相关的外来

23、有制约关系，又与暴露密切相关的外来因素的影响，掩盖或夸大了所研究的暴因素的影响，掩盖或夸大了所研究的暴露因素与疾病的联系，这些影响称为混露因素与疾病的联系，这些影响称为混杂偏倚。杂偏倚。.472.2.混杂因素：指与研究因素和研究疾病均有关，混杂因素：指与研究因素和研究疾病均有关，若在比较的人群组中分布不均，可以歪曲因素若在比较的人群组中分布不均，可以歪曲因素与疾病之间真正联系的因素。与疾病之间真正联系的因素。3.3.混杂因素的基本特点：混杂因素的基本特点：（1 1）必须是所研究疾病有关。）必须是所研究疾病有关。（2 2）必须与研究因素有关。）必须与研究因素有关。（3 3）一定不是研究因素与研究

24、疾病因果链上的）一定不是研究因素与研究疾病因果链上的中间变量。中间变量。具备基本条件，如果在比较的人群组中具备基本条件，如果在比较的人群组中分布不均匀，即可导致偏倚。分布不均匀，即可导致偏倚。.48二、混杂偏倚的测量：二、混杂偏倚的测量：（一）测量方法（一）测量方法设含有某可疑混杂因素（设含有某可疑混杂因素（f f）时，研究因素与研）时，研究因素与研究疾病的效应估计值为究疾病的效应估计值为cRRcRR或或cORcOR按该可疑混杂因素调整后的效应估计值为按该可疑混杂因素调整后的效应估计值为aRRaRR（f f）或或aORaOR（f f）1.1.第一种测量方法第一种测量方法（1 1）若）若cRR=

25、aRR(f)fcRR=aRR(f)f无混杂作用无混杂作用（2 2）若）若cRRaRR(f)fcRRaRR(f)f有混杂作用有混杂作用 1)1)若若cRRaRR(f)cRRaRR(f)为正混杂为正混杂 2)2)若若cRRaRR(f)cRRaRR(f)为负混杂为负混杂.492.第二种测量方法：第二种测量方法：aRR(f)aRR(f)-cRR混杂偏倚若值若值0 0，为无混杂。，为无混杂。若值若值00，有混杂，有混杂 若值为正值，为正偏倚若值为正值，为正偏倚 若值为负值，为负偏倚若值为负值，为负偏倚 值的大小表示混杂的程度值的大小表示混杂的程度。.50 混杂偏倚 假关联 继发关联 直接因果关联的歪曲C

26、EDDEFDEF（1）继发关联）继发关联（2）直接因果关联的歪曲）直接因果关联的歪曲（3）直接因果关联的歪曲）直接因果关联的歪曲图图5 5 混杂偏倚引起假关联混杂偏倚引起假关联？.51 1.1.继发关联（继发关联（secondary associationsecondary association）纯粹由混杂偏倚产生的关联纯粹由混杂偏倚产生的关联 怀疑的病因（暴露）怀疑的病因（暴露）E E与疾病与疾病D D并不存在因果并不存在因果关系，而由于两者（关系，而由于两者（E,DE,D）有共同的原因）有共同的原因C C，从而继发产生从而继发产生E E与与D D的关联的关联E E与与C C也可以由于相关

27、（因果方向不明）而产也可以由于相关（因果方向不明）而产生继发关联生继发关联.52黄色瘤D喝咖啡E高血清胆固醇C吸烟C胰腺癌D冠心病E？例：例：继发关联.53 2.直接因果关联的歪曲 怀疑的病因（暴露）E与疾病D既存在直接关联，又存在间接关联（图5,(2)）或与其他危险（保护）因素F存在相关（图5,(3)）直接因果关联程度或方向将可能受到混杂干扰，歪曲估计值.54HIV感染D性乱F静脉吸毒E？例：例：直接因果关联的歪曲混杂偏倚（7）.55三、混杂偏倚的控制三、混杂偏倚的控制（一）在设计阶段（一）在设计阶段1.1.限制限制 2.2.匹配匹配 3.3.随机化分组随机化分组（二）在分析阶段（二）在分析

28、阶段1.1.分层分析分层分析 2.2.多因素数学模型分析多因素数学模型分析 3.3.标准化率分析标准化率分析.561.1.对研究所需指标或数据进行测定或测量对研究所需指标或数据进行测定或测量时产生的偏倚为时产生的偏倚为 A A诊断怀疑偏倚诊断怀疑偏倚 B B测量偏倚测量偏倚 C C暴露怀疑偏倚暴露怀疑偏倚 D D易感性偏倚易感性偏倚 E EBerksonsBerksons偏倚偏倚.572.2.某因素在病因学上与某疾病本无关联，某因素在病因学上与某疾病本无关联，但可引起所研究疾病的症状或体征，从但可引起所研究疾病的症状或体征，从而促使患者及早就诊，提高了早期病例而促使患者及早就诊，提高了早期病例

29、检出率，从而过高的估计了暴露程度，检出率，从而过高的估计了暴露程度，这种偏倚是这种偏倚是A A诊断怀疑偏倚诊断怀疑偏倚B B检出偏倚检出偏倚C C测量偏倚测量偏倚D D混杂偏倚混杂偏倚E EBerksonsBerksons偏倚偏倚.583.3.对于选择偏倚的控制原则是对于选择偏倚的控制原则是A A对研究中可能会出现的各种选择性偏倚对研究中可能会出现的各种选择性偏倚要充分了解要充分了解B B严格掌握研究对象的纳入和排除标准严格掌握研究对象的纳入和排除标准C C采用盲法收集资料采用盲法收集资料D D尽量取得研究对象的合作，提高应答率，尽量取得研究对象的合作，提高应答率，降低失访率降低失访率E E采

30、用客观指标进行测量采用客观指标进行测量.594.4.在职业性疾病的研究中，由健康工人效在职业性疾病的研究中，由健康工人效应带来的偏倚是应带来的偏倚是 A A无应答偏倚无应答偏倚 B B混杂偏倚混杂偏倚 C C抽样误差抽样误差 D D易感性偏倚易感性偏倚 E EBerksonsBerksons偏倚偏倚.605 5）利用医院就诊或住院病人为研究对象时，）利用医院就诊或住院病人为研究对象时，由于入院率的不同而造成的偏差是由于入院率的不同而造成的偏差是 A A无应答偏倚无应答偏倚 B B混杂偏倚混杂偏倚 C C抽样误差抽样误差 D D易感性偏倚易感性偏倚 E EBerksonsBerksons偏倚偏倚.