(精品)流行病学课件：队列研究
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研究人群中的观察死亡 数 SMR 以标准人口死亡率计算 的预期死亡数
变化范围 0~∞ 适用条件 结局事件的发生率低
样本小，不宜直接计算率时
2020/11/20
50
✓SMR的意义
被研究人群死于（发生）某病的危险性是标准人 群的多少倍
SMR=1 研究人群某病死亡（发病）危险=标准人群
SMR>1 研究人群某病死亡（发病）危险>标准人 群，是标
2020/11/20
27
确定研究结局
结局是研究队列中预期结果事件，是队列研究的自 然终点（natural end）。研究结局的确定应全面、具体、 客观。可包括：
➢发病、死亡、健康状况和生命质量
➢终极结果（发病）或中间结局（血清变化）
➢正面（生命延长）和负面（发病）
➢定性或定量
➢可多个或多方面（实例的结局是PHCC死亡 ）
a（1079）
c（387） a+c=m1
非病例 b（13259） d（75511） b+d=m0
合计 a+b=n1 c+d=n0 a+b+c+d=t
非暴露组发病率=c/n0=75.25‰ 暴露组发病率=a/n1=5.10‰
2020/11/20
46
人时的计算
➢ 精确法：逐人逐天计算 ➢ 近似法：按年平均人口数计算 ➢ 寿命表法：当年内进入或退出队列的
2020/11/20
30
➢研究人群
从目标人群中抽出的具有代表性的人 未患所研究疾病 分为暴露组和对照组
2020/11/20
31
➢暴露人群选择
职业人群 特殊暴露人群 一般人群 有组织的人群团体
2020/11/20
32
➢对照人群的选择
内对照(internal control) ： 一群研究对象内部 外对照(external control) ： 一群研究对象外部 总人口对照(total population control)： 整个地区
2020/11/20
35
➢样本量的计算：
查表 公式计算（条件 暴露组和对照组样本含量相等）
n z
2
2pq z p0q0 p1q1
p1 p0 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
2020/11/20
36
实例
已知 p0=0.003，RR=2.5，α=0.05，β=0.1 计算样本量 根据上述条件 zα=1.96， zβ=1.282 ，q0=0.997 p1=p0×RR=0.0075，q1=0.9925 代入公式得 n=5420
实例中确定的研究因素是乙肝病毒感染， 以HBsAg阳性作为乙肝病毒感染指标。
2020/11/20
26
➢ 因素的测量： 需测量暴露的水平，暴露的时间，及暴露的
方式。暴露的测量应采用敏感、精确、简单和 可靠的方法。 ➢ 性质：定性(quality)，定量(quantity) ➢ 方法：访谈，实验室检查，查阅记录
2020/11/20
6
• 根据研究对象进出队列的时间不同，队列研究又可分 为两种：
➢ 固定队列（fixed cohort） 观察对象都在某一时刻或一个短时期之内进入队列，之 后不再加入新的成员，随访观察至观察期终止，观察对 象很少或几乎没有因为所研究疾病等结局事件以外的其 他原因退出，即在整个观察期内队列成员相对固定。
2020/11/20
28
一次研究可有多个结局
吸烟 吸烟
慢性 支气 管炎
肺癌
冠心 病
结局的测量 采用国际或国内通用的标准
2020/11/20
29
确定研究现场与研究人群
➢研究现场 有足够符合条件的研究对象 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 实例的研究现场是江苏省海门市
2020/11/20
14
+
—
+
—
过去 某时点
收集已有的历史资料
历史性 队列研究
收集已有的历史资料
继续随访 收集资料
历史前瞻性
+
随访收集资料
队列研究
—
现在
2020/11/20
队列研究类型示意图
+
暴露组
— 非暴露组
前瞻性 队列研究 将来 某时点
15
过去
现在
将来
历史性队列
回顾性收集已有的历史资料
双向性队列
2020/11/20
23
优点：是将前瞻性队列研究与历史性队列研究结 合起来的一种设计模式，因此兼有上述二类的优 点。
应用：当基本具备进行历史性队列研究的条件下， 如果从暴露到现在的观察时间还不能满足研究的 要求（人时不够，未满足效应期），还需继续前 瞻性观察一段时间时，则选用双向性队列研究。
2020/11/20
24
第二节 研究设计与实施
确定研究因素
确定研究结局
确定研究现场与研究人群
确定样本量
资料的收集与随访
质量控制
（以一项乙肝病毒（HBV）感染与原发性肝细胞癌 （PHCC）的队列研究为例，以下简称实例）
2020/11/20
25
确定研究因素
➢主要暴露因素：在描述性研究和病例对照 研究的基础上确定。
➢可能影响结局的因素：混杂因素及人口学 特征等。
现成的发病或死亡统计资料 多重对照(multiple controls) ：两种或以上的对照
形式 实例是从一般人群中选择研究对象，采用内对照
2020/11/20
33
确定样本量
➢计算样本量时需考虑的问题
抽样方法 暴露组与对照组的比例 失访率
2020/11/20
34
➢影响样本量的因素
对照人群中所研究疾病的发病率p0 暴露组与对照组人群发病率之差p1-p0 第一类错误α值 把握度(power) 1-β
个人均作1/2人年计算
2020/11/20
47
发病密度 (incidence density) ID = 观察期内发病（或死亡）人数
观察人时
变化范围 0~∞ 适用条件 观察时间长
人口不稳定 存在失访 资料不很整齐
2020/11/20
48
表4-2 队列研究资料归纳整理表（人时资料）
病例数
暴露组 A1 （1079）
暴露
E
代表性 样本
Ē
时间顺序
结局
Y N Y N
11
➢主要特点
观察法 设立对照 由因到果，符合时间顺序 能确证暴露和结局之间的因果关系
2020/11/20
12
用途
➢ 检验病因假设 ➢ 评价预防效果 ➢ 研究疾病的自然史 ➢ 新药的上市后监测
2020/11/20
13
研究类型
➢前瞻性队列研究(prospective cohort study) ➢历史性队列研究(historical cohort study） ➢双向性队列研究(ambispective cohort study)
即HBsAg阳性组与阴性组各需5420人
2020/11/20
37
资料的收集与随访
➢ 基线资料 ➢随 访 ➢ 资料收集方法
2020/11/20
38
➢基线(baseline)资料 暴露的资料 个体的其他信息 实例对研究对象的基线资料的收集包括：血 清HBsAg，同时还收集了肝炎史、PHCC 家族史、职业、吸烟、饮茶、饮酒、水源类 型、主食类型等其他可疑危险因素及年龄、 性别等人口学特征资料。
它通过直接观察暴露于某因素不同状况人群的结局 来探讨该因素与所观察结局的关系。
2020/11/20
3
第一节 概 述 第二节 研究设计与实施 第三节 资料的整理与分析 第四节 常见偏倚及其控制 第五节 优点与局限性
2020/11/20
4
第一节 概 述
概念与基本原理 用途 研究类型
2020/11/20
44
累积发病率 (cumulative incidence)
观察期内发病（或死亡）人数
CI= 观察开始时的人口数
变化范围 0~1
适用条件 样本大 人口稳定 整齐的资料
报告时必须注明时间长短
2020/11/20
45
基本整理模式
表4-1 队列研究资料归纳整理表（累积发病率资料）
暴露组 非暴露组
合计
病例
队列研究 （Cohort study ）
病因和危险因素研究是流行病学研究的重要任 务，病因研究的逻辑顺序应该是先有病因存在， 然后有疾病发生，即先因后果。
那么，怎样的研究满足先因后果的逻辑顺序， 能更有效地证实因果关系呢？
队列研究。
2020/11/20
2
队列研究（cohort study）是分析流行病学研究 中两大重要方法之一。
2020/11/20
20
➢历史性队列研究 historical cohort study
根据研究开始时研究者掌握的有关研究对象在过去 某时点的暴露情况的历史材料做出的
不需要随访，研究开始时结局已出现
2020/11/20
21
优 点
✓ 短期内完成资料的收集和分析 ✓ 时间顺序仍是由因到果 ✓ 省时、省力、出结果快
➢ 动态队列（dynamic cohort） 即在整个观察期内，原有的队列成员可以不断退出，新 的观察对象可以随时进入，即整个观察期内队列成员不 是固定的。
2020/11/20
7
固定队列 fixed cohort 出现结局
未出现结局
研究开始
2020/11/20
研究结束
8
动态队列 dynamic cohort
继续前瞻性收集资料
前瞻性收集资料
前瞻性队列
时间顺序
2020/11/20
16
Exposure Study starts
Disease occurrence
双向性队列
time
Exposure
time
Study starts
Exposure time
2020/11/20
Disease occurrence
2020/11/20
39
➢随访(follow up)
随访对象、内容和方法 随访间隔 随访者 观察终点（研究对象出现了预期的结果） 观察终止时间（整个研究工作截止的时间）
实例是从1993年起到2003年止每年随访一次，观察终点 是PHCC死亡
2020/11/20
Biblioteka Baidu40
➢资料收集方式
查阅纪录 调查询问 健康或疾病检查 环境监测等
5
概念
➢队列研究（cohort study） 是将某一特定人群按是否暴露于某可疑因素或暴露程度 分为不同亚组，追踪观察两组或多组成员结局（如疾病） 发生的情况，比较各组之间结局发生率的差异，从而判 定该因素与该结局之间有无因果关联及关联程度的一种 观察性研究方法。
➢暴露（exposure）
指研究对象接触过某种待研究的物质或具有某种研 究的特征或行为。是本研究需要探讨的因素。
2020/11/20
41
质量控制
➢ 调查员的选择 ➢ 调查员培训 ➢ 制定调查员手册 ➢ 监督
2020/11/20
42
第三节 资料的整理与分析
基本整理模式 人时的计算 率的计算 效应的估计
2020/11/20
43
率的计算
➢常用指标
累积发病率 发病密度 标化死亡比 标化比例死亡比
2020/11/20
非暴露组 A0（387）
合计 M
人年数 T1 （139238.27） T 0（780562.01）
T
暴露组发病率= A1 / T1=774.93 非暴露组发病率= A0 / T 0=49.58
2020/11/20
49
标化死亡比
(standardized mortality ratio， SMR)
18
优 点
✓ 时间顺序增强了病因推断的可信度 ✓ 直接获得暴露与结局资料，结果可信 ✓ 能获得发病率
缺 点
✓所需样本量大，花费大，时间长 ✓影响可行性
2020/11/20
19
前瞻性队列研究应用条件
✓ 有明确的检验假设 ✓ 所研究疾病的发生率较高,一般不低于5‰ ✓ 明确规定暴露因素和结局变量 ✓ 有可靠的测量手段 ✓ 足够的观察人群和暴露情况 ✓ 能完成随访的人群 ✓ 足够的人、财、物力
Study starts
历史性队列
Disease occurrence
前瞻性队列
17
➢前瞻性队列研究 （prospective cohort study）
研究队列的确定是现在(concurrent) 根据研究对象现在的暴露分组 需要随访(follow up) 结局在将来某时刻出现
2020/11/20
缺 点
✓资料积累时未受到研究者的控制，内容上未必 符合要求
✓需要足够完整可靠的过去某段时间有关研究对 象的暴露和结局的历史记录或档案材料
2020/11/20
22
➢双向性队列研究 ambispective cohort study
研究队列的确定是过去 根据研究对象过去某时刻的暴露情况分组 需要随访 部分结局可能已出现
出现结局 失访
研究开始
2020/11/20
研究结束
9
基本原理
➢ 根据研究对象是否暴露于某研究因素或其不同水平将研 究对象分成暴露组（E）与非暴露组（Ē）
➢ 随访一定时间，比较两组之间所研究结局(outcome)发 生率的差异，以分析暴露因素与研究结局之间的关系
2020/11/20
10
目标人群
2020/11/20
变化范围 0~∞ 适用条件 结局事件的发生率低
样本小，不宜直接计算率时
2020/11/20
50
✓SMR的意义
被研究人群死于（发生）某病的危险性是标准人 群的多少倍
SMR=1 研究人群某病死亡（发病）危险=标准人群
SMR>1 研究人群某病死亡（发病）危险>标准人 群，是标
2020/11/20
27
确定研究结局
结局是研究队列中预期结果事件，是队列研究的自 然终点（natural end）。研究结局的确定应全面、具体、 客观。可包括：
➢发病、死亡、健康状况和生命质量
➢终极结果（发病）或中间结局（血清变化）
➢正面（生命延长）和负面（发病）
➢定性或定量
➢可多个或多方面（实例的结局是PHCC死亡 ）
a（1079）
c（387） a+c=m1
非病例 b（13259） d（75511） b+d=m0
合计 a+b=n1 c+d=n0 a+b+c+d=t
非暴露组发病率=c/n0=75.25‰ 暴露组发病率=a/n1=5.10‰
2020/11/20
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人时的计算
➢ 精确法：逐人逐天计算 ➢ 近似法：按年平均人口数计算 ➢ 寿命表法：当年内进入或退出队列的
2020/11/20
30
➢研究人群
从目标人群中抽出的具有代表性的人 未患所研究疾病 分为暴露组和对照组
2020/11/20
31
➢暴露人群选择
职业人群 特殊暴露人群 一般人群 有组织的人群团体
2020/11/20
32
➢对照人群的选择
内对照(internal control) ： 一群研究对象内部 外对照(external control) ： 一群研究对象外部 总人口对照(total population control)： 整个地区
2020/11/20
35
➢样本量的计算：
查表 公式计算（条件 暴露组和对照组样本含量相等）
n z
2
2pq z p0q0 p1q1
p1 p0 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
2020/11/20
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实例
已知 p0=0.003，RR=2.5，α=0.05，β=0.1 计算样本量 根据上述条件 zα=1.96， zβ=1.282 ，q0=0.997 p1=p0×RR=0.0075，q1=0.9925 代入公式得 n=5420
实例中确定的研究因素是乙肝病毒感染， 以HBsAg阳性作为乙肝病毒感染指标。
2020/11/20
26
➢ 因素的测量： 需测量暴露的水平，暴露的时间，及暴露的
方式。暴露的测量应采用敏感、精确、简单和 可靠的方法。 ➢ 性质：定性(quality)，定量(quantity) ➢ 方法：访谈，实验室检查，查阅记录
2020/11/20
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• 根据研究对象进出队列的时间不同，队列研究又可分 为两种：
➢ 固定队列（fixed cohort） 观察对象都在某一时刻或一个短时期之内进入队列，之 后不再加入新的成员，随访观察至观察期终止，观察对 象很少或几乎没有因为所研究疾病等结局事件以外的其 他原因退出，即在整个观察期内队列成员相对固定。
2020/11/20
28
一次研究可有多个结局
吸烟 吸烟
慢性 支气 管炎
肺癌
冠心 病
结局的测量 采用国际或国内通用的标准
2020/11/20
29
确定研究现场与研究人群
➢研究现场 有足够符合条件的研究对象 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 实例的研究现场是江苏省海门市
2020/11/20
14
+
—
+
—
过去 某时点
收集已有的历史资料
历史性 队列研究
收集已有的历史资料
继续随访 收集资料
历史前瞻性
+
随访收集资料
队列研究
—
现在
2020/11/20
队列研究类型示意图
+
暴露组
— 非暴露组
前瞻性 队列研究 将来 某时点
15
过去
现在
将来
历史性队列
回顾性收集已有的历史资料
双向性队列
2020/11/20
23
优点：是将前瞻性队列研究与历史性队列研究结 合起来的一种设计模式，因此兼有上述二类的优 点。
应用：当基本具备进行历史性队列研究的条件下， 如果从暴露到现在的观察时间还不能满足研究的 要求（人时不够，未满足效应期），还需继续前 瞻性观察一段时间时，则选用双向性队列研究。
2020/11/20
24
第二节 研究设计与实施
确定研究因素
确定研究结局
确定研究现场与研究人群
确定样本量
资料的收集与随访
质量控制
（以一项乙肝病毒（HBV）感染与原发性肝细胞癌 （PHCC）的队列研究为例，以下简称实例）
2020/11/20
25
确定研究因素
➢主要暴露因素：在描述性研究和病例对照 研究的基础上确定。
➢可能影响结局的因素：混杂因素及人口学 特征等。
现成的发病或死亡统计资料 多重对照(multiple controls) ：两种或以上的对照
形式 实例是从一般人群中选择研究对象，采用内对照
2020/11/20
33
确定样本量
➢计算样本量时需考虑的问题
抽样方法 暴露组与对照组的比例 失访率
2020/11/20
34
➢影响样本量的因素
对照人群中所研究疾病的发病率p0 暴露组与对照组人群发病率之差p1-p0 第一类错误α值 把握度(power) 1-β
个人均作1/2人年计算
2020/11/20
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发病密度 (incidence density) ID = 观察期内发病（或死亡）人数
观察人时
变化范围 0~∞ 适用条件 观察时间长
人口不稳定 存在失访 资料不很整齐
2020/11/20
48
表4-2 队列研究资料归纳整理表（人时资料）
病例数
暴露组 A1 （1079）
暴露
E
代表性 样本
Ē
时间顺序
结局
Y N Y N
11
➢主要特点
观察法 设立对照 由因到果，符合时间顺序 能确证暴露和结局之间的因果关系
2020/11/20
12
用途
➢ 检验病因假设 ➢ 评价预防效果 ➢ 研究疾病的自然史 ➢ 新药的上市后监测
2020/11/20
13
研究类型
➢前瞻性队列研究(prospective cohort study) ➢历史性队列研究(historical cohort study） ➢双向性队列研究(ambispective cohort study)
即HBsAg阳性组与阴性组各需5420人
2020/11/20
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资料的收集与随访
➢ 基线资料 ➢随 访 ➢ 资料收集方法
2020/11/20
38
➢基线(baseline)资料 暴露的资料 个体的其他信息 实例对研究对象的基线资料的收集包括：血 清HBsAg，同时还收集了肝炎史、PHCC 家族史、职业、吸烟、饮茶、饮酒、水源类 型、主食类型等其他可疑危险因素及年龄、 性别等人口学特征资料。
它通过直接观察暴露于某因素不同状况人群的结局 来探讨该因素与所观察结局的关系。
2020/11/20
3
第一节 概 述 第二节 研究设计与实施 第三节 资料的整理与分析 第四节 常见偏倚及其控制 第五节 优点与局限性
2020/11/20
4
第一节 概 述
概念与基本原理 用途 研究类型
2020/11/20
44
累积发病率 (cumulative incidence)
观察期内发病（或死亡）人数
CI= 观察开始时的人口数
变化范围 0~1
适用条件 样本大 人口稳定 整齐的资料
报告时必须注明时间长短
2020/11/20
45
基本整理模式
表4-1 队列研究资料归纳整理表（累积发病率资料）
暴露组 非暴露组
合计
病例
队列研究 （Cohort study ）
病因和危险因素研究是流行病学研究的重要任 务，病因研究的逻辑顺序应该是先有病因存在， 然后有疾病发生，即先因后果。
那么，怎样的研究满足先因后果的逻辑顺序， 能更有效地证实因果关系呢？
队列研究。
2020/11/20
2
队列研究（cohort study）是分析流行病学研究 中两大重要方法之一。
2020/11/20
20
➢历史性队列研究 historical cohort study
根据研究开始时研究者掌握的有关研究对象在过去 某时点的暴露情况的历史材料做出的
不需要随访，研究开始时结局已出现
2020/11/20
21
优 点
✓ 短期内完成资料的收集和分析 ✓ 时间顺序仍是由因到果 ✓ 省时、省力、出结果快
➢ 动态队列（dynamic cohort） 即在整个观察期内，原有的队列成员可以不断退出，新 的观察对象可以随时进入，即整个观察期内队列成员不 是固定的。
2020/11/20
7
固定队列 fixed cohort 出现结局
未出现结局
研究开始
2020/11/20
研究结束
8
动态队列 dynamic cohort
继续前瞻性收集资料
前瞻性收集资料
前瞻性队列
时间顺序
2020/11/20
16
Exposure Study starts
Disease occurrence
双向性队列
time
Exposure
time
Study starts
Exposure time
2020/11/20
Disease occurrence
2020/11/20
39
➢随访(follow up)
随访对象、内容和方法 随访间隔 随访者 观察终点（研究对象出现了预期的结果） 观察终止时间（整个研究工作截止的时间）
实例是从1993年起到2003年止每年随访一次，观察终点 是PHCC死亡
2020/11/20
Biblioteka Baidu40
➢资料收集方式
查阅纪录 调查询问 健康或疾病检查 环境监测等
5
概念
➢队列研究（cohort study） 是将某一特定人群按是否暴露于某可疑因素或暴露程度 分为不同亚组，追踪观察两组或多组成员结局（如疾病） 发生的情况，比较各组之间结局发生率的差异，从而判 定该因素与该结局之间有无因果关联及关联程度的一种 观察性研究方法。
➢暴露（exposure）
指研究对象接触过某种待研究的物质或具有某种研 究的特征或行为。是本研究需要探讨的因素。
2020/11/20
41
质量控制
➢ 调查员的选择 ➢ 调查员培训 ➢ 制定调查员手册 ➢ 监督
2020/11/20
42
第三节 资料的整理与分析
基本整理模式 人时的计算 率的计算 效应的估计
2020/11/20
43
率的计算
➢常用指标
累积发病率 发病密度 标化死亡比 标化比例死亡比
2020/11/20
非暴露组 A0（387）
合计 M
人年数 T1 （139238.27） T 0（780562.01）
T
暴露组发病率= A1 / T1=774.93 非暴露组发病率= A0 / T 0=49.58
2020/11/20
49
标化死亡比
(standardized mortality ratio， SMR)
18
优 点
✓ 时间顺序增强了病因推断的可信度 ✓ 直接获得暴露与结局资料，结果可信 ✓ 能获得发病率
缺 点
✓所需样本量大，花费大，时间长 ✓影响可行性
2020/11/20
19
前瞻性队列研究应用条件
✓ 有明确的检验假设 ✓ 所研究疾病的发生率较高,一般不低于5‰ ✓ 明确规定暴露因素和结局变量 ✓ 有可靠的测量手段 ✓ 足够的观察人群和暴露情况 ✓ 能完成随访的人群 ✓ 足够的人、财、物力
Study starts
历史性队列
Disease occurrence
前瞻性队列
17
➢前瞻性队列研究 （prospective cohort study）
研究队列的确定是现在(concurrent) 根据研究对象现在的暴露分组 需要随访(follow up) 结局在将来某时刻出现
2020/11/20
缺 点
✓资料积累时未受到研究者的控制，内容上未必 符合要求
✓需要足够完整可靠的过去某段时间有关研究对 象的暴露和结局的历史记录或档案材料
2020/11/20
22
➢双向性队列研究 ambispective cohort study
研究队列的确定是过去 根据研究对象过去某时刻的暴露情况分组 需要随访 部分结局可能已出现
出现结局 失访
研究开始
2020/11/20
研究结束
9
基本原理
➢ 根据研究对象是否暴露于某研究因素或其不同水平将研 究对象分成暴露组（E）与非暴露组（Ē）
➢ 随访一定时间，比较两组之间所研究结局(outcome)发 生率的差异，以分析暴露因素与研究结局之间的关系
2020/11/20
10
目标人群
2020/11/20