流行病学第五章 病例对照研究

五、样本含量的估计
有关参数 人群中被研究因素的暴露率P0（exposure rate） RR的近似值 OR值（查阅文献或预调查获得） α值 把握度1－β α β越小，所需样本量越大； OR RR越远离1，所需样本量越小； 病例组暴露率与对照组差值越大，所需样本量越小。
五、样本含量的估计
不同的研究类型的样本计算方法不同 在总样本量相同时，病例组和对照组样本含量相等时 研究效率最高； 研究的暴露因素越多，所需样本量越大； 样本量并非越大越好，要根据研究目的，舍弃次要因 素和OR值接近的因素的探讨，以减小样本量。
1/4
有
0/4
6/8 5/32
7.16 <0.01
10.5
此次怀孕时使 用过雌激素
病例 对照
有
0/4
有
0/4
有
0/4
有
0/4
否
0/4
有
0/4
有 0/4
有
0/4
7/8 0/32
23.22 <0.00001
28.0
母亲哺乳
病例 对照
否
0/4
否
1/4
有
0/4
有
2/4
否
0/4
否
0/4
有
0/4
否
0/4
3/8 3/32
（三）不匹配分层资料分析
分层分析（stratified analysis）是把病例组和对 照组按不同特征（一般为可疑的混杂因素）分为不同 层次，再分别在每一层内分析暴露与疾病的关联强度， 从而可以在一定程度上控制混杂因素对研究结果的影 响。
饮酒与食管癌的关系
饮酒史 有 无
合计
病例
164 36 200
分类
频数匹配 个体匹配
频数匹配（又称成组匹配）
匹配因素所占的比例在对照组与病例组一致
个体匹配
以病例和对照个体为单位进行匹配
匹配的目的
控制混杂因素的作用，提高研究效率
避免过度匹配
匹配因素要选混杂因子而不选可疑病因； 暴露与疾病的因果链中的中间环节不应选作匹 配因素； 个体匹配比例一般为1:1，最多不超过1:4；
所研究疾病的发病率（死亡率）很低 病例对照研究中所选择的研究对象代表性好，
（一）成组资料的分析
暴露史 有 无
合计
病例 a c
a+c
对照 b d
b+d
合计 a+b c+d N
OR=ad/cb
例如：
食管癌患者与对照的吸烟史比较
暴露史 食管癌患者
吸烟 309(a)
不吸烟 126(c)
合计
435(m1)
对照 208(b) 243(d) 451(m2)
合计
517(n1) 369(n2) 886(N)
1）分析研究因素与疾病有无联系用 X2检验，结果表明吸烟 与食管癌的发生是有联系的。
2）分析联系的强度：联系的强度用OR值表示 OR=ad/cb=(309×243)/(208×126)=2.87
结果：吸烟者发生食管癌的危险性是不吸烟者的 2.87倍 3）估计OR值的可信限：
对照
397 379 776
合计
561 75 976
χ2=61.88，P<0.0001，OR=4.35（3.02~6.27）
按吸烟与否分层
饮酒史
饮酒 不饮酒 合计
病例 62 16 78
不吸烟 对照 合计 207 269 241 257 448 526
病例 102 20 122
吸烟 对照
190 138 328
7例年龄在15～22岁(过去的病例多为50岁以上 的妇女) 7例全是腺癌(阴道癌占女性生殖系统癌的2%， 阴道腺癌仅占阴道癌的5%～10%，非常罕见)
描述性研究
未能找到线索：
未婚 没有阴道局部刺激物 未使用过避孕药 ---病例从胚胎期至发病前的情况
病例对照研究方法
7例患者加上另一个医院１例患者作为病例组； 每个病人配4个对照(与病例在同等级病房中出生， 且出生时间前后不超过5天的女婴)，共32个对照； 调查员用调查表对病例、对照与她们的母亲进行 了调查，经统计学处理后的主要结果见表
分别追溯其既往(发病前)所研究因素的暴 露情况，并进行比较，以推测疾病与暴露 之间有无关联及关联强度大小的一种观察 性研究。
a 暴露
非暴露
c
暴露
b
非暴露
d
研究开始
时间
病例组
对照组
调查方向
病例对照研究示意图
二、病例对照研究的特点
• 属于观察性研究； • 设立对照：具有可比性的对照； • 由果推因：被研究因素的暴露状况是通过回顾获得； • 论证强度：不能确立因果关系，为队列研究及实验
良反应、疫苗免疫学效果的考核及爆发调查等。
病例对照研究的缺点
• 不适于研究人群中暴露比例很低的因素； • 易发生各种偏倚，尤其是难以避免回忆偏倚；
选择合理的对照又较困难； • 难以确定暴露与疾病的时间先后顺序，无法直
接得出因果联系的结论； • 不能计算暴露与非暴露人群的发病率，只能计
算OR；
表 5-2 阴道腺癌病例与对照的母亲主要暴露因素的比较
病 例 号
1 2 3 4 5 6 7 8 合计 平均 Χ2 P
OR
母亲年龄
母亲吸烟
病 例
四个 对照 平均
25
32
30
30
22
31
33
30
22
27
21
29
30 27Leabharlann Baidu
26
28
26.1 29.3 自由度为 1①
(不显著②)
病例 对照
有
2/4
有
3/4
有
OR95%可信限=OR（1±1.96/√X2） =2.87（1±1。96/√55.5）=2.18~3.78
通过上述分析，可以得到如下结论：吸烟与食管癌 的发生有联系，而且吸烟者发生食管癌的危险是不吸烟 者的2.87倍，其95%的可信范围在2.18~3.78之间。
OR值不同范围表明不同程度危险性
0-0.3 高度有益 0.4-0.5 中度有益 0.6-0.8 低度有益 1.2-1.6 低度有害 1.7-2.5 中度有害
有暴露
55（a） 6(b)
无暴露
26(c)
6(d)
1)用配对X2公式检验研究因素在两组间是否有差别， 结果表明吸烟史与食管癌的发生是有统计学意义的。
2）分析联系的强度 OR=c/b=26/6=4.33
表明男性吸烟者患食管癌危险性是不吸烟 者的4.33倍。 3）计算OR值的可信限
OR95%可信限=OR（1±1.96/√X2）=4.33 （1±1.96/√11.28）=1.85～10.13
第五章 病例对照研究
学习内容
1．掌握病例对照研究的基本原理、类型及优缺 点；
2．了解病例与对照的选择方法； 3．了解病例对照研究样本含量估计的相关参数； 4．熟悉分组资料和配对资料OR值的计算及其意
义； 5．掌握病例对照研究常见偏倚的种类。
第一节 概 述
一、病例对照研究的概念
• Case-control study • 按照疾病状态将研究对象分为病例和对照，
• 多因素分析：从多个因素中筛选出对疾 病有重要影响的因素。
第四节 偏倚及其控制
流行病学研究的误差包括：
一．随机误差来源于个体差异，抽样误差和测量变异， 它反应研究的信度，围绕真实值分布；
二．系统误差反映研究的研究的效度，在研究对象选择， 资料收集和资料分析中产生；又叫偏倚；
可分为三种： １. 选择偏倚（selection bias） ２. 信息偏倚（information bias） ３. 混杂偏倚（confounding bias）
1/4
有
3/4
有
3/4
有
3/4
否
3/4
有
3/4
7/8 21/32
0.53 0.50 (不显著) 5.7
此次怀孕出血
病例 对照
否
0/4
否
0/4
有
0/4
有
0/4
否
1/4
有
0/4
有
0/4
有
0/4
3/8 1/32
4.52 <0.05
8.0
以往流产史
病例 对照
有
1/4
有
1/4
否
1/4
有
0/4
否
1/4
有
0/4
有
• 调查偏倚：来自调查者和调查对象
三、 混杂偏倚（confounding bias）
某个与疾病有关联又与暴露有关联的因 素引起的偏倚。
控制：
混杂因素作为匹配因素 分层分析 进行多因素分析
第五节 病例对照研究的优缺点
病例对照研究的优点
• 适合于对病因复杂、发病率低、潜伏期长的疾 病进行研究；
• 所需样本量小，所需人力、物力少，出结果快； • 可以同时研究一种疾病的多种病因； • 不仅应用于病因的探讨，也适用于研究药物不
性研究提供研究线索和方向。
三、病例对照研究的目的
• 广泛探索影响因素：可同时研究多个可疑 因素；
• 深入检验病因假说： • 研究健康状态的影响因素 ； • 疾病预后因素的研究； • 临床疗效的影响因素。
研究实例
研究背景
美 国 波 士 顿 Vincent 纪 念 医 院 妇 产 科 医 生 Herbst于 1966～1969年收治7例阴道腺癌患者
第二节 研究设计与实施
一、研究目的和类型
• 广泛探索疾病危险因素：不匹配或频数 匹配
• 罕见病的病因研究：个体匹配 或1：R
二、研究因素
• 与目的有关的因素一个不少 • 与目的无关的因素一个不要
三、病例的选择
规定严格的入选标准和排除标准：
代表性：
诊断可靠 使用金标准
尽可能选择确诊的新病例
回忆偏倚小 代表性好 容易合作 被调查因素改变少
一、选择偏倚（selection bias）
研究对象的暴露特征不能代表总体人群 的暴露特征。 入院率偏倚、现患病例-新发病例偏倚、 检出征侯偏倚、时间效应偏倚
入院率偏倚（伯克森偏倚）
以医院为基础的病例对照研究中
由于医院的医疗条件、病人的居住地 区及社会经济文化等多方面因素的影 响；
现患病例－新发病例偏倚（奈曼偏倚）
病程较长的现患病例已改变暴露特征； 与新发病例的信息不同；
检出症侯偏倚（暴露偏倚）
不是病因的因素提高了疾病的检出率； 复方雌激素－－阴道出血－－子宫内膜癌
选择偏倚的控制
尽量合理地选择病例与对照 尽可能地从多家(类)医院选择病例与 对照
二、信息偏倚（information bias）
• 回忆偏倚：病例对照研究的主要弱点，很难完 全避免
合计 292 158 450
（1）计算各层的OR值：OR1=4.51，OR2=3.70 （2）齐性检验：齐性一致 （3）齐性一致，计算总OR值：总OR=4.05（2.80~5.87）
齐性不一致，分析交互作用
(四)、其它分析方法
• 分层分析：控制混杂因素对研究结果的 影响；
• 分级分析：分析疾病和暴露的剂量反应 关系；
来源
社区人群中全部病例或总体随机样本人群中全部
病例
代表性好 工作开展比较困难 耗费人力物力
医院住院或门诊的病例
比较合作 资料易得到且比较可靠 与对照的可比性好 代表性差
四、 对照的选择
原则
候选对象必须来自于产生病例的总体 意味着对照一旦发生所研究的疾病，就能成为 病例组的研究对象。
来源 同一或多个医疗机构中诊断的其他病例； 病例的邻居、配偶、同胞、同事、同学等 社区人口或团体人群中的非该病病例或健康人；
用χ2检验分析研究因素与疾病之间有否
统计学联系；
用OR值分析两者的联系强度
• OR：优势比，又称比值比；病例组中暴露人数与非 暴露人数的比值除以对照组中暴露人数与非暴露人数 的比值。
• 反映暴露者患某种疾病的危险性较无暴露者高的程度 • 与RR类似，RR=暴露组的发病率/对照组的发病率
• OR值很接近甚至等于RR值的前提条件：
2.35 0.20 (不显著) 10.0
注 ① 用 Pike 与 Morrow 的配对对照Χ2 检验公式。
s ② 配对 t 检验， x =1.7 岁
此次怀孕时照 射过 x 线
病例 对照
否
1/4
否
0/4
否
0/4
否
0/4
否
0/4
否
1/4
否
1/4
有
1/4
1/8 4/32
0
(不显著) 3.0
己烯雌酚激素
三、病例对照研究的类型
>2.5 高度有害
当OR＜1时它是保护因素， 称为“负关联”
当OR＝1时表示暴露与疾病 无关联
当OR＞1时它是危险因素， 称为“正关联”
（二）配比资料的分析
1∶1配比病例对照研究资料分析模式
对照
病例
有暴露
无暴露
有暴露
a
b
无暴露
c
d
OR=c/b
例：
西安93对男性食管癌与对照吸烟史比较
对照
病例
有暴露 无暴露
第三节 资料整理与结果分析
一、均衡性检验
是检验病例组与对照组除研究因素以外其他主要特 征方面是否有可比性；
两组间非研究因素均衡可比，才能认为两组暴露率 差异与发病有关；
均衡性检验，应把两组的这些特征逐一加以比较， 必要时作显著性检验； 例如：研究吸烟对西安市居民食管癌发病的影响
年龄构成比、喝酒
二、结果的统计学分析
非匹配病例与对照研究：在病例和对照人群中， 分别抽取一定量的研究对象，对照应等于或多于 病例人数。
匹配病例与对照：所选择的对照在某些因素或特 征上与病例保质一致，目的是消除这些特征对研 究的干扰，提高研究效率。
匹 配/配 比(matching)
要求 对照在某些因素或特征上与病例保持一致 目的 对两组进行比较时排除匹配因素的干扰