第十一章常见偏倚及其控制教案

常见偏倚及其控制

（Biases and Their Control）

流行病学研究结果的真实性（validity）是极其重要的问题，研究的真实性直接关系到能否获得正确的结论。进行流行病学研究时，不论采用任何研究方法，有许多因素可影响其准确性，使研究结果与真实值情况存在偏差，有时相去甚远。造成这种偏差的原因，归纳起来有两个方面：一是随机误差（random error），二是系统误差（systematic error）即偏倚（bias）。因此，研究者应尽可能地采取措施减少这两类误差的发生，减少随机误差以提高研究的精确性（精确度）（precision），减少或避免偏倚以提高研究的真实性（validity）。随机误差难以避免，可通过研究设计和统计学方法予以减少与评价。偏倚是随机误差以外的，可导致研究结果与真实情况差异的系统误差，其可发生于研究的各个环节，有方向性，理论上可以避免。偏倚的种类很多，一般将其分为三类，即选择偏倚（selection bias）、信息偏倚（information bias）和混杂偏倚（confounding bias）。

【案例一】

某研究者计划研究恶性黑色瘤同高血脂的关系，恶性黑色瘤病例取自医院，同时，他从医院某病区随机抽取相应人数的骨折患者作为对照。

在某人群中，发现恶性黑色瘤患者共6000例，骨折患者也是6000例，在恶性黑色瘤患者或骨折患者中各有20%的人同时患有高血脂。并假定恶性黑色瘤、骨折、高血脂三者之间无任何关联，三者的入院率是相对独立。

恶性黑色瘤和骨折相对于高血脂：χ2=0，P>0.05；OR=1200×4800/1200×4800=1.0

表明人群中恶性黑色瘤、骨折、高血脂三者之间并无关联。

若该人群患恶性黑色瘤、骨折和高血脂的患者入院率分别为60%、25%、40%，那么以入院病人作为对象来研究恶性黑色瘤与高血脂和骨折与高血脂的关系，就可以得出以下的调查结果。

恶性黑色瘤和骨折相对于高血脂：χ2=81.25，P=0.0000；OR=912×1200/660×2880=0.58

表明人群中高血脂是恶性黑色瘤的保护因素，而对骨折是一个危险因素。

【问题的提出】

一、流行病学中的偏倚及其种类？

研究的真实性或效度（validity）是指研究收集的数据、分析结果和所得结论与客观实际的

符合程度。研究结果与客观实际存在不符合的地方，这就是研究误差，它是研究真实性的反面。研究误差可以分为系统误差和随机误差两部分：系统误差是指有固定方向和固定大小的误差，来自于对象选取、测量和统计分析等的方法学缺陷；而随机误差没有固定方向和固定大小，一般呈正态分布，来自于随机抽样变异和测量随机变异等。研究误差中的系统误差部分，称为偏倚（bias）。

流行病学研究从研究设计、实施、分析至推断过程中均可发生偏倚。偏倚可存在各种流行病学研究类型，如现况研究、病例对照研究、回顾性或前瞻性队列研究和实验流行病学研究。偏倚发生的环节繁多，形式各异，大致可分为3大类。

选择偏倚（selection bias）主要发生在研究的设计阶段，如入院率偏倚、奈曼偏倚和检出症候偏倚等。

信息偏倚（information bias）主要发生在研究的实施阶段，如回忆偏倚、报告偏倚和调查者偏倚等。

混杂偏倚（confounding bias）主要发生在研究的设计和分析阶段。

二、本次研究是否存在偏倚？偏倚在流行病学中的来源如何？

社区样本人群中恶性黑色瘤同高血脂本无任何关联，而以医院病例作为样本所得观察结果，高血脂是恶性黑色瘤的保护因素，而对骨折是一个危险因素。则研究中得出的结论与真实情况不符即偏倚。

研究结果具有变异性，变异性(variability)指的是结果包括描述性和分析性数据（指标）的变动或波动，变异可存在于不同的水平，包括个体水平、群体水平和样本（研究）水平。变异的来源可以分为两个层次：1.生物学（真实）变异和测量变异，生物学变异反映真实的客观变异，测量的变异反映测量过程的误差；2.随机变异和系统变异，随机变异（误差）的绝对值和方向（符号）交错变化，并呈有界范围的正态分布。系统变异（误差）的绝对值和方向保持恒定。上述的测量误差，就可以再分出随机误差和系统误差。研究误差中的系统误差部分为偏倚。

三、本次研究若存在偏倚，其方向如何？

本次研究中，本来恶性黑色瘤同高血脂本无任何关联，现在高血脂是恶性黑色瘤的保护因素。则是夸大了其保护效应，或可以说造成了虚假的效应，不管它是危险效应还是保护效应，该偏倚是正偏倚。

偏倚是一种系统误差，它或偏向正方向，使原来的真值被夸大了，或偏向负方向，使原来的真值被缩小了，因此偏倚是有方向的。偏倚的方向有两种（如果某一特征的真实值为θ，而测量值为θ’）

正向偏倚：当θ’>θ>1或θ’<θ<1时，为正偏倚。正偏倚则会夸大研究的结果；

负向偏倚：当1<θ’<θ或θ<θ’<1时，为负偏倚。负偏倚则会缩小研究的结果。

四、本次研究若存在偏倚，其在流行病学中的类别如何？

此次研究的偏倚是选择偏倚中的入院率偏倚，因恶性黑色瘤和骨折入院率不同而导致的偏倚。

选择偏倚(selection bias)指被选定的研究对象与未被抽取的人群在某些特征上存在系统差异而出现的误差。主要发生在设计阶段，也产生于资料收集阶段的失访、无应答等。以在病例对照研究与现况研究中为常见。

选择偏倚中包括入院率偏倚（admission rate bias）、现患-新发病例偏倚（prevalence-incidence bias）、检出症候偏倚（detection signal bias）、易感性偏倚（susceptibility bias）、排除偏倚（exclusive bias）、无应答偏倚（non-respondent bias）、失访偏倚(loss to follow up bias)、志愿者偏倚(volunteer bias)和健康工人效应等。

入院率偏倚亦称伯克森偏倚（Berkson’s bias），是指在以医院为基础的病例对照研究中，由于所比较各组入院率的不同而导致的偏倚。

五、如何测量此类偏倚或选择偏倚？

测量方法：

总人群比值比样本比值比

以α、β、γ、δ分别代表A、B、C、D的样本选择概率，（α=a/A，β=b/B，γ=c/C，δ=d/D）

选择偏倚= 或

（1）若得值=0，即=1，则不存在选择偏倚；