第九章偏倚及其控制deng优秀课件
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第九章 流行病学研究中的偏倚及其控制
检出症候偏倚
某人进行了一项更年期服用雌激素与子宫内膜 癌关系的病例对照研究，分别在同一个医院的 不同科室选择了研究对象，经分析得到下表结 果
检出症候偏倚
在肿瘤科，子宫内膜癌病人多由于她们服用雌激素后出 现子宫出血而到医院检查，能及早发现该人群中的子宫 内膜癌病人，且多为早期的病人，而没有服用者，由于 没有子宫出血症状，减少了就诊机会，使该病不易及早 被诊断出来，因而能得出雌激素和子宫内膜癌之间相关 联的结论 在妇科，这些患者大多数接受妇科检查，因此子宫内膜 癌的检出与是否服用雌激素使妇科检查几率增加之间没 有关系
健康工人效应
为了探讨职业暴露对人类健康的危害，McMichael等在 美国俄亥俄州的一个轮胎生产工厂，选择在岗及退休男 性工人6678人作为暴露组，进行了回顾性队列研究。观 察期间为1964～1972年共9年时间。以国家卫生统计中 心编制的1968年美国男性年龄别死亡率作参比 下表是同时期与钢铁工人、俄亥俄州人口及美国全国人 口相比较的橡胶工人全死因死亡率（1/10万人年）
现患-新发病例偏倚
现患病例－新病例偏倚的测量可依据队列研究 和病例对照研究两研究不同的联系强度来估计 假设队列研究的联系强度为OR1，病例对照研 究的联系强度为OR2，现患病例－新病例偏倚
OR2 OR1 1.16 2.40 选择偏倚＝ 0.517 OR1 2.40
为负值，说明由于该偏倚的存在，使得病例对 照研究中高血胆固醇与冠心病之间的联系强度 降低了51.7%
假如在人群进行一项病例对照研究，以B病为对照，研 究A病与某因素X的关系。设人群中患A病与B病者各为 5000人，暴露于因素X者各为750人，不暴露于因素X者 各为4250人，X 在A、B患者中的暴露率均为15% 暴露X 有 无 A病 750 4250 B病 750 4250 合计 1500 8500
偏倚及其控制课件
偏倚及其控制
引言
➢ 误差的定义
为什么会错过真相?
测量值与真实值之差
真实性的反面
➢ 分类
随机误差
系统误差（偏倚）
随机误差
因机遇不同估计总体参数时所产生的误差 特点
没有固定方向和固定大小 一般呈正态分布
偏倚（bias）
属于系统误差，在研究或推论过程中所获得 的结果系统地偏离其真实值
➢ 特点
具有方向性 可高于真值，也可低于真值
1000 (5000)
慢性胃炎患者 合计 200 (2000) 400 400 (8000) 1200
600 (10000) 1600
➢ 若该社区皮肤病的就诊率为20%，慢性胃炎的就诊率 为50%，则：
皮肤病患者
患高血压
40
未患高血压 160
慢性胃炎患者 合计
100
140
200
360
合计
200
300
特别是用住院病人进行研究时，很容易产生 主要是因为住院病人作为研究对象时可能没有包括：
➢ 抢救不及时而死亡的病例 ➢ 距离医院远的病例 ➢ 无钱住院的病例 ➢ 病情轻的病例 ➢ 此外不同医院的技术专长、专业水平也会造成不同疾病在
不同的医院的就诊断或住院率差别
例：入院率偏倚
某社区内共有50,000名30~50岁男性公民，已知该人群高血压和皮肤 病的现患率都很高，甲想了解高血压是否为患皮肤病的危险因素，在对
500
X2=10.58 P<0.01 OR=(40×200)/(100×160)=0.5
选择性偏倚常见类型
（2）现患病例-新病例偏倚
prevalence incidence bias，Neyman bias
引言
➢ 误差的定义
为什么会错过真相?
测量值与真实值之差
真实性的反面
➢ 分类
随机误差
系统误差（偏倚）
随机误差
因机遇不同估计总体参数时所产生的误差 特点
没有固定方向和固定大小 一般呈正态分布
偏倚（bias）
属于系统误差，在研究或推论过程中所获得 的结果系统地偏离其真实值
➢ 特点
具有方向性 可高于真值，也可低于真值
1000 (5000)
慢性胃炎患者 合计 200 (2000) 400 400 (8000) 1200
600 (10000) 1600
➢ 若该社区皮肤病的就诊率为20%，慢性胃炎的就诊率 为50%，则：
皮肤病患者
患高血压
40
未患高血压 160
慢性胃炎患者 合计
100
140
200
360
合计
200
300
特别是用住院病人进行研究时，很容易产生 主要是因为住院病人作为研究对象时可能没有包括：
➢ 抢救不及时而死亡的病例 ➢ 距离医院远的病例 ➢ 无钱住院的病例 ➢ 病情轻的病例 ➢ 此外不同医院的技术专长、专业水平也会造成不同疾病在
不同的医院的就诊断或住院率差别
例：入院率偏倚
某社区内共有50,000名30~50岁男性公民，已知该人群高血压和皮肤 病的现患率都很高，甲想了解高血压是否为患皮肤病的危险因素，在对
500
X2=10.58 P<0.01 OR=(40×200)/(100×160)=0.5
选择性偏倚常见类型
（2）现患病例-新病例偏倚
prevalence incidence bias，Neyman bias
实习偏倚及其控制-20页PPT文档资料
偏倚及其控制
变异性的水平和来源
变异性水平 个体 群体 样本（研究）
变异的来源 个体生物学变异、测量误差 个体间遗传学变异、环境变异、测量误差 抽样方式、样本大小、测量误差
测量误差
随机误差：来自于随机抽样变异和 测量随机变异
系统误差：来自于对象选取、测量 和统计分析等方法学缺陷
偏倚 — 研究误差中的系统误差部分！ 选择偏倚 信息偏倚 混杂偏倚
饮酒与肺癌的病例对照研究（吸烟为可能的混杂因素） 混杂偏倚 =（3.69－1.57）/ 1.57=1.35 表明由于吸烟的混杂作用，使饮酒对肺癌的危险性高估 了135%。
例：某地区居民队列研究发现，BMI>25.0的人群 患高血压的危险性为其他人群的2.8倍（有统计学 意义）；而该地病例对照研究中发现， BMI>25.0 的人群患高血压的OR为1.22（无统计学意义）。 进一步研究表明此差异的原因是，病人诊断为高 血压后，开始注意饮食、体育锻炼等。引起上述 队列研究与病例对照研究结果之间差异的偏倚为？
A 纳入偏倚 D 无应答偏倚
B 奈曼偏倚 C 检出偏倚 E 易感性偏倚
例：在一项饮酒与胃癌关系的研究中，如果对照 组的女性比例显著比病例组高，则很可能会产生 的偏倚为？
A 失访偏倚 D 回忆偏倚
B 混杂偏倚 E 测量偏倚
C 信息偏倚
谢谢！
20
信息偏倚控制方法
明确资料收集方法和严格质量控制 尽可能采用盲法 采用客观指标的信息 采用调查技巧避免回忆偏倚 资料校正
混杂偏倚
继发关联（虚假关联） 直接因果关联的歪曲
高血清胆 固醇C
脉吸毒E
？
HIV感染D
调控方法
分层分析 标准化率分析 多变量分析 配比 随机化分配 限制进入
变异性的水平和来源
变异性水平 个体 群体 样本（研究）
变异的来源 个体生物学变异、测量误差 个体间遗传学变异、环境变异、测量误差 抽样方式、样本大小、测量误差
测量误差
随机误差：来自于随机抽样变异和 测量随机变异
系统误差：来自于对象选取、测量 和统计分析等方法学缺陷
偏倚 — 研究误差中的系统误差部分！ 选择偏倚 信息偏倚 混杂偏倚
饮酒与肺癌的病例对照研究（吸烟为可能的混杂因素） 混杂偏倚 =（3.69－1.57）/ 1.57=1.35 表明由于吸烟的混杂作用，使饮酒对肺癌的危险性高估 了135%。
例：某地区居民队列研究发现，BMI>25.0的人群 患高血压的危险性为其他人群的2.8倍（有统计学 意义）；而该地病例对照研究中发现， BMI>25.0 的人群患高血压的OR为1.22（无统计学意义）。 进一步研究表明此差异的原因是，病人诊断为高 血压后，开始注意饮食、体育锻炼等。引起上述 队列研究与病例对照研究结果之间差异的偏倚为？
A 纳入偏倚 D 无应答偏倚
B 奈曼偏倚 C 检出偏倚 E 易感性偏倚
例：在一项饮酒与胃癌关系的研究中，如果对照 组的女性比例显著比病例组高，则很可能会产生 的偏倚为？
A 失访偏倚 D 回忆偏倚
B 混杂偏倚 E 测量偏倚
C 信息偏倚
谢谢！
20
信息偏倚控制方法
明确资料收集方法和严格质量控制 尽可能采用盲法 采用客观指标的信息 采用调查技巧避免回忆偏倚 资料校正
混杂偏倚
继发关联（虚假关联） 直接因果关联的歪曲
高血清胆 固醇C
脉吸毒E
？
HIV感染D
调控方法
分层分析 标准化率分析 多变量分析 配比 随机化分配 限制进入
流行病学研究中的偏倚及其控制课件
02
03
描述性研究
收集并描述特定时间、地 点、人群中疾病的发生情 况。
分析性研究
通过对特定人群的调查和 分析，探讨疾病的影响因 素和预防措施的效果。
实验性研究
通过随机对照试验等方法 ，评估预防和治疗措施的 效果。
02
流行病学研究中的偏倚
选择偏倚
总结词
选择性偏倚是流行病学研究中常见的偏倚之一，它是指研究 样本的选择不具有代表性或可比性，导致研究结果存在偏差 。
02
流行病学研究通过收集和分析数 据，探讨疾病的发生率、流行趋 势、影响因素以及预防措施的效 果。
流行病学研究目的
描述疾病的分布和流 行趋势，确定高危人 群和重点防控对象。
评估预防措施的效果 ，为制定防控策略提 供科学依据。
探讨疾病的影响因素 ，为预防和控制疾病 提供理论依据。
流行病学研究类型
01
研究设计
采用回顾性或前瞻性的设计方法，对病例和对照进行调查和随访，收集 与疾病或健康问题相关的暴露因素和结局信息。
03
偏倚控制
选择合适的对照，确保与病例在关键特征上匹配；对暴露因素和结局信
息进行准确测量和记录，采用盲法减少偏倚；对数据进行严格的分析和
解释，确保结果的可靠性。
基于社区的队列研究
研究对象
对研究结果负责，尊重研究对象和社区。
研究设计中的伦理原则
1 2
科学性
研究设计应科学、合理，数据收集和分析应准确 、可靠。
伦理性
研究应符合伦理原则，不侵犯研究对象权益。
3
透明和可重复性
研究过程应透明，可被其他研究者重复验证。
05
流行病学研究案例分析
基于医院的病例对照研究
偏倚及其控制PPT课件
.
6
.
7
第二节 偏 倚
一、偏倚的概念 二、偏倚的方向和分类 偏倚按其产生的原因可分为三大类：
选择偏倚
信息偏倚 混杂偏倚
.
8
一、偏倚的概念
偏倚是指在流行病学研究中样本人群 所测得的某变量值系统地偏离了目标人群 中该变量的真实值，使得研究结果或推论 的结果与真实情况之间出现偏差，这是由 于系统误差造成的。
在流行病学研究中，无论应用何种研究方法， 均必须考虑是否能得到正确的结果和结论。在研 究中应尽量保证研究结果与客观、真实情况一致。 但是，由于各种因素的影响，往往使测量结果与 事物的真实情况之间发生一定的差异，即出现误 差。由于误差的存在，影响了研究结果的真实性， 有时还可能导致错误的结论，所以我们必须认识、 估计和排除各种误差。偏倚是误差的一种。因此， 进行研究时研究者应进行科学严谨的设计，深入 了解，认识各类偏倚产生或出现的原因和条件， 在研究中尽量加以避免或控制，以保证结果的真
（1）抢救不及时而死亡的病例；
（2）距离医院远的病例；
（3）无钱住院的病例；
（4）病情轻的病例；
.
12
举例
在一般人群中和住院病人中研究骨和 运动器官疾病与呼吸道疾病之间的关系， 由于研究对象的来源不同，其研究结果的 OR值不同。
.
13
表7-1 不同人群骨和运动器官疾病与呼吸道疾病之间关系的OR值 呼吸道 一般人群骨和运动器官疾病 住院病人骨和运动器官疾病
实性。
.
1
第一节 误差
一、误差概念 二、误差的种类
.
2
一、误差的概念
误差是指对事物某一特征的测量值偏 离真实值的部分。因此，必须有“金标准” 或相对可靠的标准来测量真实值，才能度 量误差。
流行病学研究中的常见偏倚及其控制 ppt课件
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16
4. 志愿者偏倚（volunteer
bias）
一般情况下，志愿者与非志愿者在关心 健康、注意饮食习惯、禁烟、禁酒及体 育锻炼等方面可能存在系统的差别，因 而，志愿者被入选为观察对象，而非志 愿者落选，这样的研究结果往往有选择 偏倚。例如，一项以体育锻炼预防冠心 病的研究，干预组都是志愿者，而将非 志愿者作对照，以比较该项措施的效果， 这样就可能会得出不正确的结论。
存在明显的差异。
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3.检出征候群偏倚（detection signal bias）
检出征候群偏倚是指某因素与某疾病在 病因学上虽无关系，但由于该因素的存 在会引起该病的临床症状或体征的出现， 从而使患者及早就医，接受多种检查， 导致该人群有较高的检出率，致使过高 地估计该因素与该疾病的关联。
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13
例如，1975年，Ziel等以病例对照 研究，从美国加州洛杉矶妇女中调查口 服雌激素与子宫内膜癌的关系，结果表 明子宫内膜癌患者雌激素暴露比例明显 高于对照组，认为子宫内膜癌与服用雌 激素密切相关。
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14
表6-4 更年期服用雌激素与子宫内膜癌的关系
雌激素服 用史 有 无 合计 OR
病例
暴露
A
非暴露
B
非病例
C
D
总人群比数比： OR AD
BC
表6-6 实际抽样人群疾病与暴露分布
暴露
非暴露
病例
Ao
Bo
非病例
Co
样本比数比：
OR
Ao Do Bo Co
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Do
26
选择概率为：
Ao
A
Bo
第九章常见偏倚及其控制
第九章常见偏倚及其控制(Biases and Their Control）第一节研究结果的变异性1、研究结果的变异性（Variability）数据（指标）的变动或波动。
它可存在于不同水平，包括个体水平，群体水平和样本（研究）水平。
2、变异性的来源：⑴生物学（真实）变异和测量变异：物学变异反映真实的客观变异，测量变异反映测量过程的误差。
⑵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。
测量误差分为随机误差和系统误差。
3变异的水平：⑴个体水平的变异性：指某个体特征测量值的变化，它可以是个体真值随时间的改变，也可以是由于测量误差引起的变化⑵群体水平的变异性：可以看成是各个体的累计变异，因为构成群体的各个体具有不同的遗传素质并受到不同的环境影响。
群体的变异程度常常大于个体的变异。
也受到测量误差的影响。
⑶样本水平的变异性：指通过不同样本的研究所得结果的差异性。
第二节研究的真实性一、概述研究真实性或效度（Validity）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。
研究误差是研究真实性的反面。
研究误差的两种常见类型：随机误差(random error)系统误差(systematic error)随机误差(random error)：指随机抽样所得统计量与总体参数的差异由抽样（机遇）所致，通常与测量过程及其它变量的影响无关，无方向性可通过统计学方法估计和评价是不可避免的，但通过合理的设计、正确的抽样（加大样本量等）可使之减小系统误差(systematic error)随机误差以外的误差，任何研究都有发生的可能在流行病学调查研究中系统误差又叫偏倚（bias）可以通过严格的设计、实施、分析来尽可能地控制重复试验及增加样本含量并不能减小系统误差研究的可靠性或信度（reliability）亦称精确度（precision），就是反映研究结果中随机误差大小的程度，随机误差小则研究信度高。
第九章 偏倚及控制
偏倚（Bias）是随机误差以外的误差,即系统误差。 由于设计、资料收集及分析方法不当所造成的差异; 误差向量方向一致，不能通过增大样本量来克服它； 可避免且应该避免产生。 （1）概念：
偏倚是指研究过程中，由一些已知或可控制的因素引 起的使研究结果或推论系统地偏离真实情况的误差。
2021/5/17
4
研究的偏倚
设计阶段：标准化率、分层和多变量分析 设计阶段：配比、随机化分配或限制进入
2021/5/17
16
存在混杂的几种情况
1.
E(饮酒)
F(吸烟)
D(肺癌)
该例中，吸烟既是肺癌的一个独立危险因素，又 与饮酒有相关性，它的存在可能会引起混杂。
2.
E(吸烟)
F (年龄)
D(肺癌)
吸烟与年龄都是肺癌的危险因素，两者相互独立。 同时，吸烟与年龄间存在明显相关性。此时，年龄 很可能成为混杂因素。
选择偏倚 信息偏倚 混杂偏倚Hale Waihona Puke 2021/5/175
一、选择偏倚（selection bias） 研究对象的选取过程中，由于选取方式不当，导
致入选对象与未入选对象之间存在系统差异，由此 造成的偏倚称为选择偏倚。例如研究对象采用志愿 者，方便样本，或者研究对象的无应答或失访等。
来源：主要产生于研究的设计阶段，也可产生于资 料收集过程中的失访或无应答。
主要体现 研究对象进入、排除、不参与或失访等与研 究暴露或处理因素存在关联，由此增大或减少暴露与 疾病、处理与效应的关联，导致效应估计的偏倚。
控制方法 选取具体环节或已选取人群的具体特征 分析研究对象的选取是否同暴露或处理因素有关
2021/5/17
8
常见选择偏倚
• 入院率偏倚 • 现患—新发病例偏倚 • 无应答偏倚和志愿者偏倚 • 检出偏倚
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P=40%？
重点高中学 生近视？p
• 某计划生育门诊随诊的IUD使用者中，生 殖道感染现象严重，为此，该门诊收集了 半年的病例进行了分析，发现STI 感染 率达到50%，所以，该门诊医生得出结论： IUD使用者中STI感染率为50%。
第一节 研究结果的变异性
二、个体水平的变异性
某个体特征测得值的变化，是个体真值随时间的 改变，或是由于测量误差引起的变化。
变异来源 个体状态
测量误差
表 8-2 个体水平测得值的变异来源 特点
日间变异，年龄、膳食或运动改变，环境因素（季节、 温度等） 仪器标度差，仪器精密度差，仪器读数或记录错误
第一节 研究结果的变异性
• 结果：
– OR<1? – RR<1?
第一节 研究结果的变异性
概述 个体水平的变异性 群体水平的变异性 样本水平的变异性
第一节 研究结果的变异性
一 、概 述
变异性(variability) 研究结果包括描述性和分析性数据（指标）的
变动或波动。
表 8-1 变异性的水平和来源
变异性水平
变异的来源
个体
➢ 选择偏倚 ➢ 信息偏倚 ➢ 混杂偏倚
第三节 研究的偏倚
一、选择偏倚(selection bias)
定义 研究对象的选取过程中，由于选取方式不当，导致入
选对象与未入选对象之间存在系统差异，由此造成的偏 倚称为选择偏倚。例如研究对象采用志愿者，方便样本， 或者研究对象的无应答或失访等。
中学生近 视：40%
人
民
卫
流行病学 配套光盘
生
出
版
社
主 编 / 叶冬青
指 导 / 李立明
中学生近 视：40%
描述性研究
Population
P=40%?
中学生近 视？P
Sample
分析性研究
• 假设：
– 完全母乳喂养3个月以上的婴儿1岁内感染性疾 病的发病比人工喂养婴儿少。
• 设计类型：
– Case control study – Cohort study
• 在流行病学研究中由于系统误差的存在， 使样本人群的测量指标系统的偏离目标人 群的真实值，从而影响研究结果和推论的 现象。
• 偏倚可发生于研究的任何阶段。
第三节 研究的偏倚
1946年，Berkson最著名的偏倚研究并给予证实，又称 为Berkson偏倚。 1976年，Miettinen详细讨论了偏倚的定义，并给出分 类框架,分三类：
第三节 研究的偏倚
选择偏倚 信息偏倚 混杂偏倚 混杂偏倚的分层分析
第三节 研究的偏倚
• Bias:
systematic, non-random deviation of results and inference from the truth or process leading to such deviation , any trend in the collection, analysis, interpretation, publication or review of data, that can be lead to conclusion which are systematically difference from the truth. – Dictionary of Epidemiology, 3rd ed.
个体生物学变异，测量误差
群体
个体间遗传学变异，环境变异，测量误差
样本（研究） 抽样方式，样本大小，测量误差
第一节 研究结果的变异性
变异的来源分为两个层次
生物学（真实）变异和测量变异 生物学变异 真实的客观变异 测量变异 测量过程的误差
随机变异和系统变异 随机变异 绝对值和方向交错变化，正态分布 系统变异 绝对值和方向保持恒定
10
15
图 8-2 膳食与药物预防心机梗死的样本变异性示例
五年内发生 心肌梗死风险（%）
第二节 研究的真实性
概述 内部真实性 外部真实性
第二节 研究的真实性
一、概 述
• 真实性(效度,validity)：
– 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。
• 研究误差(error)：真实性的反面。
高胆固醇率 = 25% （>240mg/dL）
样本 A
高胆固醇率
305，276，195，215，170 = 40%
样本 B 295，146，220，162，228 =20%
样本 C 219，164，190，188，233 =0%
图 8-1 源群体与样本高胆固醇率的样本变异性示例
第一节 研究结果的变异性
– 包括随机误差和系统误差。
第二节 研究的真实性
系统误差
随机抽样 误差
BIAS
真实值
第二节 研究的真实性
♫ 系统误差(偏倚):
♫来自于对象选取、测量和统计分析等的方法学 缺陷，有固定方向和固定大小的误差 。
♫ 随机误差:
♫用统计学方法来估计，增大样本含量可减少， 没有固定方向和固定大小，一般呈正态分布。
三、群体水平的变异性个来自的累计变异群体中的个体具有不同的遗传素质并受环境影响
常大于个体变异
根据群体的变异范围确定“正常值”范围，用于判定个 体测得值是否“正常”
群体水平的变异性受测量误差影响
第一节 研究结果的变异性
四、样本水平的变异性
描述性结果的样本变异性
源群体 180，174，215，305 233，276，146，195 205，188，190，295 170，164，248，162 220，219，228，250
第二节 研究的真实性
二、内部真实性
内部真实性（internal validity） 定义 研究结果与实际研究对象真实情况的 符合程度,它回答一个研究本身是否真实或有效。 改善措施
限制研究对象的类型和研究的环境条件。
三、外部真实性
外部真实性（external validity） 定义 研究结果与推论对象真实情况的符合 程度，又称为普遍性（generalizability）。它回 答一个研究能否推广应用到研究对象以外的人群。 改善措施 增加研究对象的异质性，使得研究对象的代表 性范围扩大。
分析性结果的样本变异性
研究 A研（究研A究(研对究象对2象002人00，人随，机随分机配分配到到两两组组）) 膳膳食食改改良良组组
降降低胆胆固固醇醇药药物物组组
0
5
10
15
五年内发生
心肌梗死风险（%）
研究 B（研究对象 2000 人，随机分配到两组）
膳膳食食改改良良组组
降降低胆胆固固醇醇药药物组
0
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