队列研究汇总
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常用的流行病学研究方法——队列研究
一次研究可有多个结局
慢性 支气 管炎
吸烟 吸烟
肺癌
冠心 病
结局的测量
采用国际或国内通用的标准
第三节 设计与实施
三、确定研究现场与研究人群
有足够符合条件的研究对象
研 究 现 场
领导重视、群众支持 医疗条件较好，交通较便利 发病率较高 有代表性
第三节 设计与实施
研 究 人 群
从目标人群中抽出的具有代表性的人
Z N
2 P 1 P Z P1 1 P1 P0 1 P0
P1 P0
2
2
P ：两个发病率的平均值
P1：暴露组预期发病率 P0：对照组预期发病率
第三节 设计与实施
已知
p0=0.007，RR=2.5，α=0.05，β=0.1
计算样本量 根据上述条件
实验室检查
血糖、血脂、血清胆固醇水平、血压、心电图、心 脏大小、体重及车间CS2浓度的动态变化
第二节 研究实例
五、资料分析
CS2暴露组发生心肌梗死的RR为3.57，两组致死性心肌梗死发生 率和总的心肌梗死发生率差异有显著性
表4-1 暴露组和对照组的心肌梗死发生率及RR
发病数 暴露组 （343 人） 致死性 非致死性 合计 对照组 （343 人） 致死性 非致死性 合计 14 11 25 3 4 7 5 年累积发病率（%） 4.08 3.21 7.29 0.87 1.17 2.04 RR 4.69 2.74 3.57 RR95%CI 1.34 -16.47 0.86 -8.69 1.52 -8.37
第三节 设计与实施
随访(follow-up)
随访对象、内容和方法 随访间隔
随访者
队列研究的经典例子
队列研究的经典例子队列是一种常用的数据结构，它遵循先进先出（FIFO）的原则。
在实际应用中，队列有许多经典的例子，下面将列举十个例子来说明队列的应用。
1. 银行排队：在银行柜台，顾客需要按照先来先服务的原则进行办理业务。
银行通过队列来管理顾客的排队顺序，保证公平性，提高效率。
2. 线程调度：在操作系统中，线程调度器使用队列来管理待执行的线程。
每个线程都被加入到队列中，按照优先级或其他调度算法进行调度，确保线程按照特定的顺序执行。
3. 消息队列：在分布式系统中，消息队列用于解耦不同模块之间的通信。
消息生产者将消息发送到队列，消息消费者从队列中取出消息进行处理，实现模块之间的解耦和异步通信。
4. 缓存淘汰策略：在计算机系统中，缓存用于加快数据访问速度。
当缓存空间不足时，采用最先进入队列的数据进行淘汰，保证缓存中的数据是最新和最常使用的。
5. 打印队列：在打印机中，打印任务按照先后顺序加入到打印队列中，打印机按照队列顺序依次打印任务，保证打印任务的顺序和完整性。
6. 网络数据包处理：在网络通信中，数据包按照先后顺序加入到数据包队列中，网络设备按照队列顺序处理数据包，确保数据包的传输顺序和完整性。
7. 飞机起降顺序：在航空管制中，飞机按照先后顺序排队等待起飞或降落。
航空管制员通过队列来管理飞机的起降顺序，确保飞机的安全和运行效率。
8. 食堂排队：在学校或企事业单位的食堂，学生或员工需要按照先来先服务的原则排队就餐。
食堂通过队列来管理就餐顺序，确保公平和有序。
9. 电梯调度：在多层建筑中，电梯系统通过队列来管理乘客的乘坐顺序。
乘客按照先后顺序加入电梯队列，电梯按照队列顺序依次运送乘客，提高电梯的运行效率。
10. 任务调度：在计算机系统中，任务调度器使用队列来管理待执行的任务。
每个任务都被加入到队列中，按照优先级或其他调度算法进行调度，确保任务按照特定的顺序执行。
以上是队列在实际应用中的十个经典例子。
这些例子展示了队列在不同领域的广泛应用，通过队列可以实现任务的排队、调度和处理，提高系统的效率和性能。
流行病学第四章_队列研究
E
D Case Control Study
一、基本概念
队列 Cohort
Roman legion one of 10 divisions of a Roman legion Group of individuals
–具有共同的经历/暴露 –随访一定的时间 出生队列（birth cohort）
两种类型的队列
队列研究的设计与实施
（三）计算公式：
可用下列公式估计暴露组及非暴露组所需人数或人年数
N (za 2 pq z p0q0 p1q1 )2 ( p0 p1 )2
式中 p1 、 p0 是暴露组与非暴露组估计的发病（死亡）率
q0
1
p0 ， q1
1
p1 ，
p
p0
2
p1
,
q 1 p ；
如已知非暴露组的估计发病（死亡）率及 RR 值，则
确定研究人群 ❖ 在有CS2暴露的车间工作至少5年以上的职工，存活并愿意接受观察的343人为暴 露组 ❖ 同一城市的一个造纸厂343名男性个人为非暴露组 ❖ 配比条件 ❖ 年龄相差不超过3岁 ❖ 出生地区相同 ❖ 工人的体力消耗不相上下
芬兰Tolonen 进行了5年的前瞻性队列研究
资料的收集 ❖ 查阅档案 ❖ 询问 ❖ 实验室检测、检查
队列研究的设计与实施
二、确定研究结局 研究结局指随访观察中将出现的预期结果事件，也即研究者希望追踪观察的事件 ➢ 既可是发病、死亡，也可是健康状况和生命质量变化 ➢ 既可是终极的结果，也可是中间结局 ➢ 既可是定性的，也可是定量的 结局变量的测定，应给出明确统一的标准，并在研究的全过程中严格遵守 收集到多种结局资料
吸烟和肺癌关系的队列研究
Doll和Hill于1948至1952年，用回顾性调查方法研究了吸烟与肺癌的的关系，结果显示 肺癌患者比非肺癌患者吸烟量大、吸烟时间长、开始吸烟的时间早。 在此基础上，他们于1951至1976年，用前瞻性队列研究方法研究了吸烟与肺癌的关系， 随访时间达20余年。结果提示吸烟者比非吸烟者发生肺癌多，且吸烟量越大、吸入越深 患肺癌的危险性越大。戒烟可以减少患肺癌的危险。
第五章队列研究
②所研究疾病的发生率不应低于 5‰；
③暴露因素和结局变量是否能明确规定，相关资料有无 把握获取；
④能否获取足够数量的观察人群，且能被长期随访观察 而取得完整可靠的资料；
⑤要有足够的人力、物力。
历史性队列研究除以上几点外，还应考虑是否有足够数 量的完整可靠的记录或档案材料。
（二）确定研究因素 常称为暴露因素， 导致疾病事件增加的危险因素 导致疾病事件减少的保护因素。
不同：
➢ RR说明暴露对于个体发生危险增加的倍数，具有病因学 的意义。
➢ AR则主要针对人群来讲，由于暴露使疾病发生率增加的 绝对数值大小，即去除该因素能使疾病发生率下降的数
值， 具有疾病预防和公共卫生学上的意义。 举例：如表P91页表6-12。
表6–12 吸烟者与非吸烟者不同疾病时的RR与AR
疾病 肺癌
3双向式队列研究又称混合型即在历史性队列研究之后继续进行一段收集既往e资料病例对照追溯收集历史资料历史性向性追踪收集资料前瞻性过去现在研究开始将来五实施步骤一队列研究方法选择指征病例对照研究e与d之间存在关联还应考虑
第 五章
队列研究
(cohort study)
一、基本原理（概念）
又称前瞻性研究、定群研究，是选定暴露及 未暴露于某因素的两组人群，随访观察一定时间， 比较两组人群某种疾病的结局差异（发病率或死 亡率），从而判断该因素与疾病有无关联及关联 大小的一种观察性研究方法。
原理示意图：见图6–1
研究人群
调查方向：追踪收集资料
暴露
疾病
＋
＋
－ 暴露组
人数 比较
a a/(a+b)
b
＋ －
非暴露组
－
（对照组）
C
第四章队列研究-湘雅公卫
露组（或全人群,或不同剂量的暴露组）的率的比较， 从而检验病因假设，确定暴露与疾病（死亡）之间是否 存在联系，联系强度如何资料归纳整理表
病
例
非病例
合
计
发病率
暴露组
a
b
a+b=n1
a/n1
非暴露组 c
d
c+d=n0
c/n0
合 计 a+c=m1 b+d=m0 a+b+c+d=t
RR Ie I0
Ie暴露组人群某病的发病（死亡）率，I0 非暴露组人群某病发病 （死亡）率。
注意：RR需要计算95%可信区间，可按Woolf 法计算。
35
①InRR方差：
Var ( InRR ) 1 a 1 b 1 c 1 d
②InRR95%可信区间
InRR 1.96 Var ( InRR )
3.标准化死亡（发病）比（SMR）
指被研究人群实际的死亡（发病）与以标准人群计算的期望 死亡（发病）人数之比。
SMR a i E (a i ) 100
ai 被研究人群i年龄组的实际死亡（发病）数 E（ai）该人群i年龄组的期望死亡（发病）数， E（ai）=该年龄组人口数 ×标准人群中同年龄组死亡（发病）数。
基线资料和随访资料的收集均采用查阅档案记录、
询问和实验室检查的方法来获得。
14
五、资料的整理与分析
15
16
六、结论
研究结果证实长期低剂量（20-30PPM）
CS2暴露与冠心病的关系，据此，芬兰
当局于1972年将CS2的车间容许浓降至
10PPM。
17
第三节 队列研究的设计与实施
病
例
非病例
合
计
发病率
暴露组
a
b
a+b=n1
a/n1
非暴露组 c
d
c+d=n0
c/n0
合 计 a+c=m1 b+d=m0 a+b+c+d=t
RR Ie I0
Ie暴露组人群某病的发病（死亡）率，I0 非暴露组人群某病发病 （死亡）率。
注意：RR需要计算95%可信区间，可按Woolf 法计算。
35
①InRR方差：
Var ( InRR ) 1 a 1 b 1 c 1 d
②InRR95%可信区间
InRR 1.96 Var ( InRR )
3.标准化死亡（发病）比（SMR）
指被研究人群实际的死亡（发病）与以标准人群计算的期望 死亡（发病）人数之比。
SMR a i E (a i ) 100
ai 被研究人群i年龄组的实际死亡（发病）数 E（ai）该人群i年龄组的期望死亡（发病）数， E（ai）=该年龄组人口数 ×标准人群中同年龄组死亡（发病）数。
基线资料和随访资料的收集均采用查阅档案记录、
询问和实验室检查的方法来获得。
14
五、资料的整理与分析
15
16
六、结论
研究结果证实长期低剂量（20-30PPM）
CS2暴露与冠心病的关系，据此，芬兰
当局于1972年将CS2的车间容许浓降至
10PPM。
17
第三节 队列研究的设计与实施
第四章 队列研究
2、研究对象人群特征资料 在收集暴露资料的同时，还应收集研究对 象一般人群特征资料，包括年龄、性别、 民族、婚姻状况、社会经济及文化程度等， 以便评价暴露组与非暴露组的可比性及分 析它们的混杂作用。
前瞻性地收集发病情况
病人
暴露
非病人
病人
非暴露
非病人
图1 队列研究的基本原理
表1 队列研究结果整理表
发病人数
未发病人数
暴露组
a
b
非暴露组
c
d
合计
a+c
b+d
合计 a+b c+d
N
暴露组的发病率为 a/a+b
非暴露组的发病率为 c/c+d
比较
如果a/a+b>c/c+d，并且差异显著，则说明暴露于某因素 与某病有关，且因果关系的可能性较大。
优点是对比资料容易得到，缺点是资料较粗糙。 实际应用时常采用标准化死亡比（SMR），比值 大于1，说明暴露导致结局的发生；小于1说明暴 露预防结局的发生。
4）多重对照
用以上两种或两种以上的形式选择的人群同时作 对照。
四、样本含量的估计
决定因素：
1、一般人群（对照人群）所研究疾病的发病率P0。P0越 接近0.5，样本越大
整可靠的资料； 7、要有足够的人力、物力和财力。
研究实例
1948年，Doll和Hill开始进行病例对照研究，发现肺 癌患者中吸烟的比例明显高于对照组，吸烟有可能 是肺癌的病因。
1951年开始进行队列研究，以证实病因假设。选择 英国医生作为研究对象，发函调查了59600名医生 的一般情况和吸烟状况，来自40701名医生的调查 表可供分析。
E
队列研究的经典医学例子
队列研究的经典医学例子
1. 你知道吸烟与肺癌的关系是怎么被发现的吗？就像福尔摩斯探案一样，研究者们通过队列研究慢慢揭开这个谜底！他们长期跟踪那些吸烟和不吸烟的人群，观察谁更容易患上肺癌，这就像是在人生的道路上追踪健康的线索啊！
2. 还记得当初非典时期吗？队列研究在了解疾病的传播和转归上可起了大作用呢！研究者们紧盯着每一个接触者，看他们是否发病，多像一群守护健康的卫士呀！
3. 哇塞，高血压和心血管疾病之间的联系，不也是通过队列研究搞清楚的吗？长期观察不同血压人群，看着心血管疾病会不会找上他们，这真的和警察蹲点守候罪犯一样小心翼翼！
4. 女性朋友们注意啦！乳腺癌的研究中也有队列研究的大功劳哟！观察一群女性多年，看谁会被乳腺癌这个恶魔缠上，难道不像在守护姐妹们的健康城堡吗？
5. 糖尿病和肥胖的关系呢？队列研究就像一双敏锐的眼睛，长期盯着胖瘦不同的人群，看糖尿病会不会偏爱某些人，这过程多紧张刺激呀！
6. 大家想想车祸后康复人群的情况，队列研究也在关注他们呢！看他们后续的健康状况如何变化，就像是追踪受伤的战士如何恢复元气一样！
7. 研究饮食习惯和肠癌的关系时，队列研究就发挥大作用啦！盯着人们吃什么，然后看谁更容易得肠癌，这不就像美食侦探在寻找健康的密码嘛！
8. 说到精神压力和疾病，队列研究也能探出究竟呢！观察不同压力状态的人，看看疾病会不会趁机而入，这就如同在压力的海洋中寻找健康的灯塔呀！9. 运动员的健康状况也是队列研究的关注点呢！长期跟着他们，看高强度运动到底对他们是好是坏，难道不像在关注赛场上的英雄是否安好吗？
我的观点结论就是：队列研究真的超级重要，通过它我们能发现好多疾病和各种因素之间的关系，为保护大家的健康立下汗马功劳！。
队列研究
wn
7
（二）队列研究的特点
1. 属于观察法 2. 设立对照 3. 观察方向由“因”及“果” 4. 能确证暴露与疾病的关系 5. 可以计算疾病的发病率、累积发病率
wn
8
（三）队列研究的用途
1.检验病因假设 2.描述疾病的自然史 3.评价自发的预防效果
wn
9
（四）队列研究的种类
历史性 暴露 研究开始
遗传 年龄
糖尿病
性别 血压
控制：按混杂因素进行分层分析
wn 33
年龄分层：
肥胖与糖尿病关系年龄分层设计 体重指数 ＜ 40 岁 ≥ 40岁 病例组 对照组 病例组 对照组 ≤ 24.8 25 26 15 18 ＞ 24.8 50 48 32 34 合计 75 74 47 52
wn
34
五、队列研究的优缺点
= Ie - I0
＝ I0 (
RR-1 )
wn
26
吸烟者与非吸烟者死于不同疾病的RR与AR
吸烟者 非吸烟者 AR
疾病
(1/10万人年) (1/10万人年)
RR
(1/10万人年)
肺癌 心血管 疾病
50.12 296.75
4.69 170.32
10.7 1.7
45.43 126.43
wn
27
（3）人群归因危险度 ( population attributive risk , PAR ) PAR = 全人群发病率(或死亡率) 非暴露组发病率(或死亡率) = It 追踪收集资料 双向性
暴露
追踪收集资料
非暴露
* 前瞻性队列研究 * 历史性队列研究 * 双向性队列研究
现在
前瞻性
wn
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研究开始时, 暴露因素已存在, 但疾病尚 未发生
在随访过程中，可获取暴露因素变动情况
属于规模巨大的研究
降低前瞻性研究费用
利用现有的疾病登记系统收集病例 只收集暴露人群的资料
在随访的研究人群中，再进行巢式病例 对照研究 选择疾病高发地区进行研究
考虑运用历史性队列研究
历史性队列研究
标准化死亡比例比
SPMR 预期死亡值的计算是根据全人群某疾病死亡数 与全死因死亡数之比来计算，而不是用死亡率。
∑ai SMR= ---------×100 ∑E(ai)
队列研究中的偏倚与混杂
常见偏倚
选择性偏倚 失访偏倚 信息偏倚 混杂偏倚
偏倚的控制
严格按规定选择研究对象 提高研究对象的依从性 提高设计水平，做好质量控制 分层分析和多因素分析
暴露资料的收集
有关记录 调查对象 医学检查 环境监测
非暴露组的选择
除未暴露于所研究的因素外，其它各种 因素的影响或人群特征（年龄、性别、
民族、职业、文化程度等）应尽可能相
同。
非暴露组种类
内对照 与人群发病率或死亡率比较
设立比较组
多种对照
队列研究的样本含量
有关计算样本量的几个问题 抽样方法 暴露组与非暴露组的比例 失访率
追踪观察
从常规登记中收集结果 定期对研究对象作健康检查
队列研究的资料分析
率 显著性检验 联系强度等
率的计算
累积发病率(cumulative incidence) 人群数量较多、人口比较稳定、资料比较整齐 队列研究累积发病率资料整理表 --------------------------------------------------------------------暴露史 病例 非病例 合 计 发病率 --------------------------------------------------------------------有 a b N1=a+b a/N1 无 c d N0=c+d c/N0 -------------------------------------------------------------------合计 M1=a+c M0=b+d T M1/T --------------------------------------------------------------------
队列研究的样本含量
队列研究的样本量取决于下面四个参数： 非暴露组人群的发病率(P0) 暴露组人群的发病率(P1) α错误 β错误
( Zα 2PQ + Zβ P1Q1+P0Q0 )2
N= ───────────── (P1 - P0)2
样本量计算实例
某队列研究欲观察放射线暴露与白血病 的关系。已知一般人群白血病的发病率 为1/万，放射线暴露者的发病率为10/万， 如果研究者将显著性水平定为0.05，研究 功效定为0.10，需多少人？
1 8 35 14 58
0.2 6.3 10.6 14.4 5.9
X 线 +P 合计
队列研究的步骤
设计前的准备
制定研究计划 研究暴露因素的决定、分级及其标准的规定 研究对象的选择、分组方法 检验两组对象在主要指标方面的均衡性 追踪观察 核对资料、整理统计与分析
暴露组
暴露组的选择 暴露因素的规定 暴露水平的分级
随访期间内发生的每一个病例，然后以
队列中的病例为病例组，对照来自同一
个队列，进行病例对照研究。
不同研究类型
历史性队列研究 前瞻性队列研究
------------------------- ------------------------------ 暴露因素 发病,死亡 暴露因素 发病,死亡
现 况 研 究 病例对照研究 ------------------------暴露因素 病例,对照 -----------------------------------------------------------过去 现在 将来
暴露因素的收集
暴露组的选择
选择暴露组应考虑的问题
已经处于暴露因素中、能提供可靠的暴露史、 职业暴露
几种暴露组的人群
职业人群、特殊暴露人群、医疗保险人群、特 定地区人群、孕妇
暴露因素的规定
必须有一个明确的规定 最好用定量或分级指标 能测定暴露剂量则更好
暴露水平的分级
可用定量资料分级，但由于不易获得准 确的定量资料，故常用暴露水平分级。 如分为：严重暴露、中度暴露、 轻度暴露、不暴露
合计
人年
…… 2,875.5 …… 5,279 ……. 4303.5 …… 1,386
1507 ……..1,3844
计算年龄组死亡率时，以死亡时属该年龄组的对象为分子，以该年龄组 合计暴露人年数为为母。
以个人为单位计算暴露人年
如样本不太大，可以将研究对象分别计 算暴露人年。 方法较准确，但较费时。
不出现某种结局
研究开始
前瞻性地收集结局事件发生的资料
图8-2 队列研究的结构模式图
暴露的含义 队列研究从研究因素着手，追踪发病或 死亡，从“因”到“果”。 目的是检验某因素能影响某疾病发生概 率的假设。
分
类
根据研究开始时病例是否发生，主要分为： 前瞻性队列研究 历史性队列研究
前瞻性队列研究
病例与对照过去 暴露者的患病情况或 的暴露情况 患病者的暴露情况 暴露百分率 OR，PAR(在一 定条件下) 现患率、暴露率 率比，率差，PAR
白血病是真性红细胞增多症(PV)中的一 种自然结局还是放射治阅1937-1955年的诊断记录(988例PV) 追溯患者到1961年12月31日(急性白血病)
放射治疗与白血病
治疗方法 病人数 病例数
发病率 (%)
非放射 X线 P
32 32
434 127 330 97 988
不适用于发病率很低疾病的研究
三种流行病学方法的比较
方法学特点 样本组成 分组标准 时间顺序 比较内容 率 暴露与疾病联系指 标 优点 局限性 前瞻性队列研究 无病个体 暴露－未暴露 前瞻性(因---果) 暴露者与未暴露组 发病或死亡情况 发病(死亡)率 相对危险度，归因 危险度，PAR 病例对照研究 病例与对照 患病－未患病 回顾性(果---因) 现况研究 暴露者、现患者或存 活者 前两者之一 现况
归因危险度
完全由某因素所致的危险度。用暴露组的 发病率(或死亡率)减去非暴露组的发病率 (或死亡率)的余数表示之。 AR=Ie - I0=a/N1 - c/N0 = I0· RR - I0= I0 (RR-1)
RR与AR
RR针对个体而言，具有病因学意义 AR针对群体而言，具有公共卫生学意义
队列研究典型实例
吸烟与肺癌 放射治疗与白血病
吸烟与肺癌
Doll 和 Hill于1951开展的 对象：在英国登记的所有开业医生 调查：信访 方式：调查表(是否吸烟，吸烟量；过去 是否曾吸烟，现戒烟；从未吸烟) 结果：总死亡率0.65‰(不吸0.07‰, 吸烟 0.71‰)
放射治疗与白血病
<45 45-54 55-65 65合计 607 598 369 62 1636 547 596 406 75 1624 471 604 433 95 1603 392 599 472 111 1574 324 603 493 132 1552 246 625 496 158 1525 210 598 519 180
寿命表法计算暴露人年
Lx= lx + 1/2(Nx － Dx － Wx)
联系强度的测量
相对危险度(relative risk，RR)
反映暴露与发病(或死亡)的关联强度的
指标，是暴露组发病(死亡)率与非暴露 组的发病(或死亡)率的比值。 Ie a/N1
RR= ---- = ------I0 c/N0
研究开始时, 暴露与疾病均已发生
先追溯历史资料，研究暴露和非暴露组， 然后通过各种途径查出研究对象的发病和 死亡情况 历史资料的完整性和真实性将影响到研究 的可行性和结果可靠性 缺乏混杂因素的资料，可能歪曲研究结果
巢式病例对照研究
首先进行队列研究，收集每个队列成员 的暴露信息以及有关的混杂资料，确诊
It
研究实例
吸烟与肺癌死亡的前瞻性队列研究 RR=13.7
AR=0.89‰
AR%=92.7%
PAR=0.49‰ PAR%=87.5%
剂量反应关系分析
分层分析
标准化死亡率
暴露人群人数较少, 无法获得发病率或 死亡率资料
标准化死亡率比(SMR)
研究人群中观察死亡数与以标准人口死亡率计算 的预期死亡数之比。 ∑ai SMR= ---------×100 ∑E(ai)
归因危险度百分比
AR%
Ie - I0 RR - 1 AR%= --------×100%= ----------×100% Ie RR
人群归因危险度及人群归因危险度百分比
PAR=It- I0
I t - I0
Pe(RR-1) Pe(RR-1)+1
PAR%= -------×100%= --------------×100%
发病密度
队列研究发病密度资料整理表
------------------------------------------------------------