1、病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 第五章、第五章、 病例對照研究病例對照研究 case-control studycase-control study 華中科技大學同濟醫學院華中科技大學同濟醫學院 葉臨湘葉臨湘病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 第一節、第一節、 基本原理基本原理 一、概念一、概念 選定患有某病和未患某病的人群，分別調選定患有某病和未患某病的人群，分別調查其暴露查其暴露( (如環境因素、遺傳因素、內分泌作如環境因素、遺傳因素、內分泌作用以及保護因子的缺乏等用以及保護因子的缺乏等) )于某個危險因子的于某個危險因子的情

2、況及程度，以判斷暴露危險因子與某病有無情況及程度，以判斷暴露危險因子與某病有無關聯及關聯程度大小的一種觀察研究方法。關聯及關聯程度大小的一種觀察研究方法。病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念暴露或特征暴露或特征 病例組病例組對照組對照組合合 計計+ acbda+b=n1c+d=n0合合 計計 a+c=m1b+d= m 0A+b+c+d=t病例對照研究資料整理表病例對照研究資料整理表病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 二、特點二、特點1 1、從果到因的研究、從果到因的研究2

3、2、由回顧調查獲得暴露資料、由回顧調查獲得暴露資料3 3、一次病例對照研究可以研究許多因素、一次病例對照研究可以研究許多因素4 4、病例對照研究的本質符合隊列研究設、病例對照研究的本質符合隊列研究設計原理計原理病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念第二節、病例對照研究的分類第二節、病例對照研究的分類（一）、按目的分類：探索性的、檢驗性的（一）、按目的分類：探索性的、檢驗性的（二）、按設計分類：（二）、按設計分類： 1 1、病例對照不匹配：病例對照不匹配： 2 2、病例對照匹配：病例對照匹配： （1 1）頻數匹配（）頻數匹配（frequency matching)fre

4、quency matching)要求配比的因素所占的比例，兩組一致。要求配比的因素所占的比例，兩組一致。 （2 2）個體配比（）個體配比（individual matching)individual matching)以個體為單位匹配。以個體為單位匹配。 病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念3 3、病例對照研究的衍生類型病例對照研究的衍生類型（1 1）. .巢式病例對照研究巢式病例對照研究(nested case-(nested case-control study)control study)（2 2）. .病例病例- -隊列研究（隊列研究（case-cohort

5、 case-cohort studystudy）（3 3）. .單純病例研究（單純病例研究（case only studycase only study）（4 4）. .病例交叉研究病例交叉研究 (case-crossover (case-crossover design)design)。 （5 5）. .病例病例- -時間時間- -對照設計對照設計 (case-time-(case-time-control design)control design)。 病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 四、用途四、用途 1、探索疾病可疑的危險因素。、探索疾病可疑的危險因素。

6、 2、深入檢驗某個或某幾個病因假設。、深入檢驗某個或某幾個病因假設。 3、評價防治措施的效果。、評價防治措施的效果。 4、用于疾病預后因素的比較：、用于疾病預后因素的比較： 第三節：實例第三節：實例病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念第四節第四節 、 病例對照研究的設計與實施病例對照研究的設計與實施 一、提出病因假設：一、提出病因假設： 二、研究類型的選擇二、研究類型的選擇. . 1.配比因素的確定配比因素的確定 已知或非常懷疑某種因素為研究中的混雜因子已知或非常懷疑某種因素為研究中的混雜因子 2、配比方法、配比方法 三、病例與對照的來源與選擇：三、病例與對照的來源

7、與選擇：病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念（一）病例的選擇（一）病例的選擇 1. 1. 病例內外部特征的限制病例內外部特征的限制 內部內部患病部位、病理類型、診斷標準。患病部位、病理類型、診斷標準。 外部外部年齡、性別、種族。年齡、性別、種族。 2. 2. 病例類型的選擇病例類型的選擇 新發、現患、死亡。新發、現患、死亡。 3. 3. 病例來源限制病例來源限制 醫院確診、普查。醫院確診、普查。病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念（二）對照的選擇（二）對照的選擇條件條件 1. 未患此病的人（可以是其它疾病）；未患此病的人（可以是其它疾病）

8、； 2. 不能有共同危險因素的疾病病人；不能有共同危險因素的疾病病人； 3. 除研究因素外其它條件一致；除研究因素外其它條件一致； 4. 來自同一人群；來自同一人群；來源來源 1. 從醫院病人中選對照；從醫院病人中選對照； 2. 從全人口中選對照；從全人口中選對照； 3. 從親屬、同事、鄰居中選對照。從親屬、同事、鄰居中選對照。病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念四、樣本大小的估計四、樣本大小的估計 1、有關的影響因素：、有關的影響因素： （1）、研究因素在對照組中的暴露率；）、研究因素在對照組中的暴露率；（2）、估計該因素引起相對危險度；）、估計該因素引起相對危險

9、度；（3）、希望達到的精確度；）、希望達到的精確度； （4）、希望達到的檢驗把握度；）、希望達到的檢驗把握度； （5）、是單側還是雙側檢驗；）、是單側還是雙側檢驗； 2、估計的方法：、估計的方法： 樣本只是一個估計值，過大、過小都不好，樣本只是一個估計值，過大、過小都不好，相等時效率最高。（見下頁）相等時效率最高。（見下頁）病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念除查表法，還可按分式估計樣本含量除查表法，還可按分式估計樣本含量 ： （1）、非配比兩組人數相等的樣本估計）、非配比兩組人數相等的樣本估計： 例：在吸煙與肺癌的病對研究中。某人群有吸煙史例：在吸煙與肺癌的病對研

10、究中。某人群有吸煙史的人為的人為20%（P0），假定），假定OR = 2，設，設= 0.05， = 0.1，求N ？ P1 =（0.2 2）/ 1+0.2（21） = 0.333q1 = 1P1， P = （ P0 + P1 ）/2 , q = 1P. 代入公式： 單側：N = 186（人） 雙側 ：N = 228（人） Z= 1.645 Z= 1.282, Z= 1.960 Z= 1.2822012)/()(2ppUUpqN)1(1/001RRppp病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念(2)、非配比兩組人群不相等的樣本估計、非配比兩組人群不相等的樣本估計 設：病例

11、數設：病例數:對照數對照數 = 1:c 病例數：病例數： N= (1+1/c)pq(Z Z+Z+Z) 2 / (P0 P1 )2 P =(P1+c P0) /(1+c) 對照數對照數= CN CN 例：按上例例：按上例, 設設c 為為1.2, P=（0.33+1.20.2）/（1+1.2）= 0.26 q = 1-0.26 =0.74 ( (單側單側) N =（1+1/1.2）0.260.74/（1.645+1.282）2 =186=186（人）（人） 對照數對照數CN = 223CN = 223（人）（人）病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念（3）、）、1:1配比

12、樣本估計配比樣本估計： 所需要的總對子數：所需要的總對子數：M = m / (p0q1+p1q0) m = Z Z/2+ Z Z / p p(1(1pp) )2/(p1/2)2 P = OR/(1+OR) RR/(1+RR) 例：設例：設= 0.05,= 0.1, P0=0.3, RR=2，雙側。，雙側。 那麼：那麼： Z Z =1.960, Z Z =1.282, P1 =P0RR /1+P0(RR1) =0.46， q1=1P1=0.54， q0 =1P0=0.7， P =2/3 代入公式：代入公式： m =1.960+1.282 /2/3x1/32/(2/31/3)2=90 M =90

13、/ (0.3 0.54+0.46 0.70) 186(對）對）（當（當RR從從24時，樣本對子數從時，樣本對子數從186對下降至對下降至45對）對）病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念（4）、）、1:R配比樣本的估計配比樣本的估計: N =（1+1/ R）pq（Z Z+ Z Z）2 /（P1 P0 ）2 P =（P1+RP0 ）/ （1+R） 按上例：設按上例：設= 0.05（雙側雙側）, = 0.1, R（對照）（對照）=2 RR=2, Z Z =1.960, Z Z =1.282, P =0.35, q=10.35=0.65. 代入公式：代入公式： N=（1+1

14、/2） 0.35 0.65 （1.96+1.282）2 /（0.460.3）2 = 140 病例病例140人，對照人，對照140 2病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念五、研究因素的確定和資料的收集五、研究因素的確定和資料的收集（一）研究因素的確定（一）研究因素的確定 1 1、變量的選定、變量的選定 2 2、變量的標準、變量的標準 3 3、變量的測量、變量的測量 4 4、變量的可靠性、變量的可靠性（二）調查表的編制（二）調查表的編制（三）調查員的培訓（三）調查員的培訓病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 第五節、資料的整理與分析第五節、資

15、料的整理與分析 一、資料整理一、資料整理 資料的分組、歸納、編碼、輸機。資料的分組、歸納、編碼、輸機。 二、資料分析二、資料分析 病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念（一）、描述性分析（一）、描述性分析 1、描術研究對象的一般特征：研究對象人、描術研究對象的一般特征：研究對象人數及各種特征的構成、如性別、年齡、職業、數及各種特征的構成、如性別、年齡、職業、疾病類型的分布等疾病類型的分布等. 2、均衡性檢驗：比較兩組某些基本特征是、均衡性檢驗：比較兩組某些基本特征是否相似或齊同否相似或齊同.目的是檢驗病例組與對照組是目的是檢驗病例組與對照組是否有可比性。否有可比性。病

16、例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念（二）、統計性分析（二）、統計性分析 1.1.不匹配、未分層資料的分析不匹配、未分層資料的分析. . 病例對照研究資料整理表病例對照研究資料整理表暴露或特征暴露或特征 病例組病例組對照組對照組合合 計計+ acbda+b=n1c+d=n0合合 計計 a+c=m1b+d=m0A+b+c+d=t病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 （1）顯著性檢驗）顯著性檢驗 （2） 聯系強度聯系強度 比值比（比值比（odds ratio,OR) ) bcaddbcadbddbbcaccaaOR/)/(/)/()/(/)/(

17、病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 RR(RR(relative risk) )稱為相對危險度，稱為相對危險度， 表示暴露組與非暴露組發病率之比，分析疾病與暴表示暴露組與非暴露組發病率之比，分析疾病與暴露之間聯系強度，是一種概率。露之間聯系強度，是一種概率。 病例對照秒研究中病例對照秒研究中不能計算概率，只能用不能計算概率，只能用OROR代替代替RRRR。 RR = RR = 暴露組的發生率暴露組的發生率/ /非暴露組的發生率非暴露組的發生率. . （表示（表示E E組的發生率是非組的發生率是非E E組的多少倍）組的多少倍） RR=1RR=1（無意義）（無意義）

18、RR1RR1（正相關）（危險因素）（正相關）（危險因素） RR1RR1（負相關）（保護因素）（負相關）（保護因素） OROR的含義與的含義與RRRR均同。均同。疾病率小于疾病率小于5%5%時，時，OROR是是RRRR的極好近似值。的極好近似值。 病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 例題：例題：X X2 2=(adbc)=(adbc)2 2t t/ /m m1 1m m0 0n n1 1n n0 0 = 7.70 = 7.70 ， P 0.01P2.58 Z=2.772.58 ?. .P0.01 PORORMH MH 正相關。正相關。 OROR（分層前）（分層前）O

19、RORMH MH 負相關。負相關。病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 可采用可采用Mantel HaenszelMantel Haenszel分式計算分式計算X2MH. ORMH和和95%CI ： X2MH = ai E(ai)2 / v(ai) i 為第 n 層 E(ai) = ( Mli Nli /Ti ) Var(ai) = Mli Moi Nli / Ti(Ti-1)2 OR MH = (aidi/Ti)/ (bici/Ti) ORMH95%CI =ORMH (11.96/X2)病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念例題例題：（1

20、 1）分層前）分層前： OC OC 與與MIMI的關系的關系 OC D D OC D D 合合 計計 + 39 24 63+ 39 24 63 114 154 268 114 154 268 合計合計 153 178 331153 178 331 X X2 2=7.70 P0.01 OR=2.20 OR95%CI=1.253.75=7.70 P0.01 OR=2.20 OR95%CI=1.253.75 （2）按年齡分層）按年齡分層 OR1=2.80 OR2=2.78 暴露特征暴露特征 40歲歲 合合 40歲歲 合合 D D 計計 D D 計計 服服OC 21a1 17b1 38n11 18a2

21、 7b2 25n12 未服未服OC 26c1 59d1 85n01 88c2 95d2 183n02 合合 計計 47m11 76m01 123t1 106m12 102m02 208t2病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念(3)(3)、判斷分層因素與研究因素和疾病的關系、判斷分層因素與研究因素和疾病的關系 年齡與年齡與OC OC 40 40歲歲 40歲歲 X X2 2= 8.99 = 8.99 OC OC（+ +） 17 7 OR=3.91 17 7 OR=3.91 OC OC（- -） 59 95 59 95 年齡與口服避孕有關年齡與口服避孕有關 年齡與年齡與M

22、IMI的關系的關系 4040歲歲 40歲歲 X X2 2=7.27 =7.27 MI 26 88 OR=0.48 MI 26 88 OR=0.48非非MI 59 95 MI 59 95 年齡與心肌更死有關年齡與心肌更死有關 （小年齡有保護作用）（小年齡有保護作用）所以年齡具有混雜因素的條件，可能為混雜因素。所以年齡具有混雜因素的條件，可能為混雜因素。病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念(4)(4)、計算、計算X XMHMH2 2，ORORMHMH和和ORORMHMH的的95%95%可信限可信限 E E（a ai i）=27.26=27.26， V V（a ai i）

23、=11.77=11.77， X XMHMH2 2= a ai iE E（a ai i） 2 2/ / V V（a ai i） =11.79=11.79（有統計學聯系），（有統計學聯系）， ORORMHMH= = （a ai id di i/t/ti i）/ / （b bi ic ci i/t/ti i） =2.79=2.79（聯系強度為（聯系強度為2.792.79），）， ORORMHMH95%CI=95%CI=2.223.802.223.80（不包括不包括l l，有顯著性水平有顯著性水平）病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念(5)(5)、判斷年齡是否為混雜因素、判

24、斷年齡是否為混雜因素 因為因為OROR分層前分層前=2.20, OR=2.20, ORMHMH=2.78, =2.78, OR OR分層前分層前 OR ORMHMH( (為負相關為負相關), ), 由于年齡的混雜作用，使得暴露因素避孕由于年齡的混雜作用，使得暴露因素避孕藥與心肌梗死的關聯性趨向藥與心肌梗死的關聯性趨向l,l,即減弱了它們之即減弱了它們之間的關聯性。間的關聯性。病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念3 3、分級資料的分析、分級資料的分析X X2 2=N=N （a a2 2/n/nR R n nc c）1=43.151=43.15，df=3df=3，P P

25、0.010.01，OROR1 1=a=al ld/cbd/cbl l=33 =33 27/227/2 55=8.10 55=8.10 各級之間有顯著性差異。各級之間有顯著性差異。OROR值隨著吸煙量的增加，值隨著吸煙量的增加，呈現明顯的劑量反應關系。呈現明顯的劑量反應關系。 吸煙與肺癌分級資料歸納表吸煙與肺癌分級資料歸納表組別組別每日吸煙支數每日吸煙支數01515合計合計病例病例對照對照2（c）27（d）3（a1）55（b1）250（a2）293（b2）364（a3）274（b3）649（nR）649合計合計OR29nc1888.1054311.5263817.93病例對照研究(case-co

26、ntrolstudy)一基本原理概念4 4、配比資料的分析、配比資料的分析： 配比研究是在設計階段消除混雜因素干擾研配比研究是在設計階段消除混雜因素干擾研究因素與疾病關系的一種方法。究因素與疾病關系的一種方法。 1 1：1 1配比病例對照研究配比病例對照研究： X X2 2= =（b-cb-c）2 2/ /（b+cb+c）或）或X X2 2= =（b-c-1b-c-1）2 2/ /（b+cb+c），），OR=c/bOR=c/b，OR95%Cl=OROR95%Cl=OR(1(11.96/1.96/X2) )整理表整理表對照組對照組病例組病例組合計對子合計對子數數+acbda+bc+d合計對子數合

27、計對子數a+cb+dtDD+abcd病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念例：例：X X2 2= =（lb-c1-1)lb-c1-1)2 2/(b+c)=34.23, P0.01, /(b+c)=34.23, P0.01, OR=c/b=39,OR95%CI=14.3106.5, OR=c/b=39,OR95%CI=14.3106.5, 說明腦動脈管炎與患有鉤體病有密切聯系說明腦動脈管炎與患有鉤體病有密切聯系, ,其其聯系強度為聯系強度為39.39.鉤體病與腦動脈管炎的鉤體病與腦動脈管炎的1:1病對研究病對研究補體結合試驗補體結合試驗病例組病例組合計對子數合計對子數+

28、對照組對照組4(a)39(c)1(b)19(d)558合計對子數合計對子數 432063病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念（5 5）歸因分值）歸因分值(attributable fraction(attributable fraction，AF) AF) 也叫病因分值也叫病因分值(etiologic fraction(etiologic fraction， EFEF）、）、暴露人群的歸因分值：暴露人群的歸因分值：AFAFe e=(I=(Ie e-I-Iu u)/ I)/ Ie e =(OR-1)/OR =(OR-1)/OR人群歸因分值記為人群歸因分值記為AFAFP

29、 PAFAFP P=(I=(Ip p-I-Iu u)/ I)/ Ip p =P =Pe e(OR-1)/ 1+P(OR-1)/ 1+Pe e(OR-1)(OR-1) 歸因分值是具有公共衛生意義的指標，它歸因分值是具有公共衛生意義的指標，它同時還代表人群中隨機抽取一個病例可能因同時還代表人群中隨機抽取一個病例可能因該暴露引起的概率。該暴露引起的概率。 病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念其他方法其他方法如果暴露是分等級的，可按不同暴露如果暴露是分等級的，可按不同暴露等級計算等級計算OROR值，作劑量值，作劑量- -反應關系的反應關系的分析。分析。LogisticLog

30、istic回歸等統計分析方法在病例回歸等統計分析方法在病例對照研究資料分析中應用頗為廣泛。對照研究資料分析中應用頗為廣泛。病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念第四節第四節 偏倚和控制偏倚和控制一、常見的偏倚一、常見的偏倚（一）選擇性偏倚（一）選擇性偏倚 由于研究對象與非研究對象間的特征有系由于研究對象與非研究對象間的特征有系統區別而產生的誤差。可分為：統區別而產生的誤差。可分為： 1. 1. 住院偏倚住院偏倚 2. 2. 存活病例偏倚存活病例偏倚 3. 3. 選擇性轉診偏倚選擇性轉診偏倚 4. 4. 檢診偏倚檢診偏倚 5. 5. 無應答偏倚無應答偏倚病例對照研究(case-controlstudy)一基本原理概念 （二）信息偏倚（二）信息偏倚 在收集整理資料過程中由于測量暴露或結在收集整理資料過程中由于測量暴露或結局的方法有缺陷造成的系統誤差。可分為：局的方法有缺陷造成的系統誤差。可分為： 1. 1. 回憶偏倚回憶偏倚 2. 2. 因果倒置偏倚因果倒置偏倚 3. 3. 調查偏倚調查偏倚（三）錯誤分類偏倚（三）錯誤分類偏倚 將一個調查對象