Систематическая ошибка
Систематическая ошибка (смещение) возникает в эпидемиологических исследованиях в тех случаях, когда они дают результаты, систематически отличающиеся от фактических величин. Существует мнение, что при небольшой систематической ошибке результаты исследования отличаются высокой степенью точности. При этом точность не зависит от объема выборки.
Систематическая ошибка представляет собой особую помеху, поскольку в таких исследованиях в отличие от лабораторных экспериментов эпидемиологи обычно не имеют возможности проконтролировать участников. К тому же часто весьма затруднительно составить такие выборки, которые были бы репрезентативными для исходных популяций. Некоторые переменные, представляющие интерес для эпидемиологов, особенно трудно поддаются количественной оценке, например тип личности, характер потребления алкоголя и имевшее место в прошлом резкое изменение средовых условий. Такого рода трудности могут привести к систематической ошибке.
Возможные источники систематических ошибок в эпидемиологии многочисленны и разнообразны. Идентифицировано более 30 типов смещения, основными из которых являются:
• смещение (в результате) отбора;
• смещение (в результате) измерения.
Смешивающие факторы, которые затрудняют оценки эффекта, не являются в строгом смысле одним из типов смещения, поскольку не связаны с систематической ошибкой в структуре исследования. Смешивание возникает потому, что неслучайное распределение факторов риска в исходной популяции . существует также и в изучаемой группе.
Смещение в результате отбора
Смещение отбора возникает в тех случаях, когда существует систематическое различие между характеристиками лиц, ото-бранных для исследования, и характеристиками не включенных в него. Очевидным источником смещения этого типа является самоотбор участников исследования, имеющий место, когда они либо чувствуют себя нездоровыми, либо ощущают особое беспокойство по поводу воздействия того или иного фактора риска. Например, хорошо известно, что люди, дающие согласие на участие в исследовании, в котором оцениваются последствия курения, отличаются по привычкам потребления табака от тех, кто участвовать отказывается; последние, как правило, являются заядлыми курильщиками. Смещение отбора может также возникнуть при выполнении исследований, посвященных оценке состояния здоровья детей, поскольку в этих случаях требуется согласие родителей. В когортном исследовании на новорожденных (УюЮга и соавт., 1987) процент детей, которых удалось наблюдать в течение 12 мес, различался в зависимости от уровня дохода их родителей. Если для лиц, включенных в исследование' или участвующих в нем на всем его протяжении, характерны такие ассоциативные связи, которые отличаются от наблюдаемых у тех, кто в исследовании не участвует, возникает смещение оценки ассоциации между воздействием и его эффектом.
Существенное смещение отбора наблюдается в тех случаях, когда изучаемые болезнь или фактор сами по себе делают невозможным включение в исследование определенных лиц. Например, среди рабочих предприятия, подверженных воздействию формальдегида, те, кто больше всего страдает от раздражения глаз, проявляют большую готовность оставить работу по собственному желанию или после медицинской консультации. На предприятии останутся рабочие, которые страдают меньше, и исследование пораженности работников производства, предусматривающее оценку ассоциации между воздействием формальдегида и раздражением глаз, даст обманчивые результаты.
Для исследований, касающихся производственной эпидемиологии, характерен вытекающий из определения весьма существенный тип смещения в результате отбора, называемый “эффектом здоровых рабочих" (глава 9), а именно рабочие для выполнения своих обязанностей должны быть достаточноздоровыми; лиц с тяжелыми заболеваниями или со сниженной трудоспособностью на работу обычно не принимают. Поэтому, если предусмотрены обследования в учреждении здравоохранения, а лица, не явившиеся для следующего осмотра, из-под наблюдения выбывают, может произойти смещение результатов, поскольку больные могут лечиться дома или в больнице. Структура всех эпидемиологических исследований должна учитывать этот тип смещения отбора.
Смещение в результате измерения
Смещение в результате измерения возникает в случае неточности отдельных измерений или классификаций болезней либо воздействий (т.е. при неправильной количественной оценке измеряемых параметров). Источники смещения в результате измерения многочисленны, а значения порождаемых ими эффектов различаются в широких пределах. Например, никогда не бывают абсолютно точными измерения биохимических или физиологических показателей, и в разных лабораториях при исследовании одного и того же образца получают различные результаты. Если пробы, взятые от лиц, подвергающихся воздействию какого-либо фактора риска, и от контрольных лиц, исследуются случайным методом в разных лабораториях, использующих общие процедуры недостаточно проверенного качества, ошибки будут случайными и потенциально менее серьезными для эпидемиологического анализа, чем в ситуациях, когда все пробы, полученные от лиц, подверженных воздействию, анализируют в одной лаборатории, а те, что взяты в контрольной группе, — в другой. Если при исследовании одной и той же пробы лаборатории систематически получают различающиеся результаты, эпидемиологическая оценка оказывается смещённой.
Одним из видов смешения в результате измерения, имеющим особо важное значение при проведении ретроспективных ■ исследований типа случай — контроль, является смещение по причине неточности ретроспективных данных. Оно возникает в тех случаях, когда имеются расхождения в информации о прошлых событиях, поступающей от больных и лиц контрольной группы. Так, больные могут с большей вероятностью указать на воздействие фактора риска в прошлом, если имхорошо известно, что он ассоциируется с изучаемой болезнью (например, отсутствие физической нагрузки и болезни сердца). В результате такого смещения оценка степени воздействия может оказаться либо завышенной (например, лица с сердечной патологией более склонны сообщать об отсутствии в прошлом физической нагрузки), либо заниженной (если больные более склонны, чем контрольные лица, отрицать воздействие в прошлом фактора риска).
Если в сопоставляемых группах смещение в результате измерения возникает в равной мере (недифференцированное смещение), оценка объективной связи между экспозицией и эффектом почти всегда бывает заниженной. Такого рода смещением можно объяснить некоторые расхождения в результатах различных эпидемиологических исследований.
Смешивающие факторы
В исследовании, посвященном оценке ассоциации между воздействием причинного фактора (или фактора риска) и возникновением болезни, смешивающий эффект может иметь место в том случае, если данное население, помимо изучаемого воздействия, подвергается какой-либо дополнительной экспозиции, которую ассоциируют как с данной болезнью, так и с изучаемым воздействием. Если этот дополнительный фактор, сам по себе являющийся детерминантой или фактором риска для здоровья, неравномерно распределен в подвергающихся воздействию подгруппах, возникает проблема. Смешивание имеет место в тех случаях, когда эффекты обоих воздействий (факторов риска) не отделены друг от друга и в результате возникает ошибочный перевес в пользу этиологической роли одной из переменных. Например, в исследовании ассоциации между курением табака и раком легких возраст будет смешивающим фактором, если средние величины возраста для групп некурящих и курящих в изучаемой популяции сильно различаются, поскольку заболеваемость раком легких с возрастом увеличивается.
Смешивание может иметь весьма серьезные последствия и даже изменить первоначальное направление ассоциации. Какая-либо переменная, которую рассматривают как протективную, послеустранения смешивания может быть расценена как дающая вредный эффект. Проблемы, чаще всего возникающие по поводу смешивания, заключаются в том, что оно может создавать видимость-причинно-следственной связи, которая в действительности отсутствует. Переменная дает смешивающий эффект в том случае, если она является самостоятельной детерминантой возникновения болезни (т.е. фактором риска) на фоне изучаемой экспозиции. Так, при анализе связи между воздействием радона и раком легких курение не будет смешивающим фактором, если характер потребления табака в подвергающейся воздействию радона и контрольной группах одинаков.
Смешивающими факторами в эпидемиологических исследованиях часто являются возраст и социальный статус. Ассоциация между высоким кровяным давлением и ишемической болезнью сердца может фактически отражать одновременные изменения в обеих переменных, возникающие по мере увеличения возраста; необходимо учесть потенциальный смешивающий эффект возраста, и тогда становится очевидным, что высокое кровяное давление действительно повышает риск развития ишемической болезни сердца.
Другой пример смешивающего эффекта проиллюстрирован на рис. 3.10. Смешиванием можно объяснить наблюдаемую связь между потреблением кофе и риском развития ишемической болезни сердца, поскольку известно, что потребление кофе ассоциируется с курением сигарет: люди, которые пьют кофе, курят чаще по сравнению с теми, кто не потребляет этот напиток. Установлено, что курение сигарет является одной из причин ишемической болезни сердца, поэтому возможно, что связь между потреблением кофе и ишемической болезнью сердца просто отражает известную причинную связь курения с развитием этой болезни. Б данной ситуации фактор курения вмешивается в кажущуюся связь между потреблением кофе и ишемической болезнью сердца.
Устранение смешивающего эффекта
Существует несколько методов устранения смешивания, которые могут быть либо предусмотрены структурой исследова-ния, либо применены в ходе анализа его результатов. Методы устранения смешивания, относящиеся к структуре эпидемиологического исследования, включают:
• рандомизацию;
• рестрикцию;
• подбор.
На стадии анализа смешивание может быть устранено с помощью:
• стратификации;
• статистического моделирования.
Рандомизация, которая применима только при экспериментальных исследованиях, является идеальным методом, обеспечивающим равномерное распределение потенциальньос смешивающих переменных по сопоставляемым труппам. Чтобы избежать случайного неравномерного распределения таких переменных, объем выборки должен быть достаточно большим. Рандомизация исключает ассоциацию между потенциально смешивающими переменными и изучаемым видом воздействия.
Метод рестрикции применяется для того, чтобы ограничить исследование лицами, имеющими определенные характеристики. Например, в исследование, посвященное влиянию потребления кофе на развитие ишемической болезни сердца, могут быть включены только некурящие, что поможет устранить любой потенциальный смешивающий эффект курения сигарет.
При использовании метода подбора для устранения смешивания участники исследования выбираются таким образом, чтобы было обеспечено равномерное распределение потенциальных смешивающих переменных в двух сопоставляемых группах. Так, в исследовании типа случай — контроль, предпринимаемом для оценки связи между физической нагрузкой и ишемической болезнью сердца, к каждому больному с сердечной патологией может быть подобран один контроль того же возраста и пола, чтобы избежать смешивающего эффекта этих переменных. Метод подбора нашел широкое применение в исследованиях типа случай — контроль, но при этом могут возникнуть проблемы, если критерии подбора слишком строги или их слишком много; в таких случаях говорят об избыточном подборе.
Метод подбора требует больших денежных затрат и много времени, но он представляет особую ценность, если существует вероятность несоответствия между больными и контрольными лицами, например, когда больные старше контролей.
В крупных исследованиях устранение смешивающего эффекта обычно лучше производить на стадии анализа, а не планирования. В этом случае его можно избежать благодаря стратификации, предусматривающей количественную оценку степени ассоциаций по четко определенным и однородным категориям (слоям) смешивающей переменной. Если смешивающим фактором является возраст, оценку ассоциации можно производить, например, по возрастным группам с диапазоном в 10 лет; если таким фактором является пол или этническая принадлежность, ассоциация может быть оценена отдельно по группам лиц мужского и женского пола или по разным этническим группам. Существуют методы суммарной оценки общей ассоциации путем выведения взвешенной средней величины оценок, рассчитанных по каждому отдельному слою.Хотя стратификация является концептуально простым и относительно легко выполнимым методом, она часто ограничена масштабом исследования и не дает возможности устранить большое число действующих одновременно факторов, что во многих случаях бывает необходимым. В такой ситуации оценка выраженности ассоциаций для устранения ряда смешивающих переменных одновременно потребует статистического моделиро- вйния (многомерного); для этих целей существуют разнообразные статистические методы (Dixon & Massey, 1969).
Систематическая ошибка представляет собой особую помеху, поскольку в таких исследованиях в отличие от лабораторных экспериментов эпидемиологи обычно не имеют возможности проконтролировать участников. К тому же часто весьма затруднительно составить такие выборки, которые были бы репрезентативными для исходных популяций. Некоторые переменные, представляющие интерес для эпидемиологов, особенно трудно поддаются количественной оценке, например тип личности, характер потребления алкоголя и имевшее место в прошлом резкое изменение средовых условий. Такого рода трудности могут привести к систематической ошибке.
Возможные источники систематических ошибок в эпидемиологии многочисленны и разнообразны. Идентифицировано более 30 типов смещения, основными из которых являются:
• смещение (в результате) отбора;
• смещение (в результате) измерения.
Смешивающие факторы, которые затрудняют оценки эффекта, не являются в строгом смысле одним из типов смещения, поскольку не связаны с систематической ошибкой в структуре исследования. Смешивание возникает потому, что неслучайное распределение факторов риска в исходной популяции . существует также и в изучаемой группе.
Смещение в результате отбора
Смещение отбора возникает в тех случаях, когда существует систематическое различие между характеристиками лиц, ото-бранных для исследования, и характеристиками не включенных в него. Очевидным источником смещения этого типа является самоотбор участников исследования, имеющий место, когда они либо чувствуют себя нездоровыми, либо ощущают особое беспокойство по поводу воздействия того или иного фактора риска. Например, хорошо известно, что люди, дающие согласие на участие в исследовании, в котором оцениваются последствия курения, отличаются по привычкам потребления табака от тех, кто участвовать отказывается; последние, как правило, являются заядлыми курильщиками. Смещение отбора может также возникнуть при выполнении исследований, посвященных оценке состояния здоровья детей, поскольку в этих случаях требуется согласие родителей. В когортном исследовании на новорожденных (УюЮга и соавт., 1987) процент детей, которых удалось наблюдать в течение 12 мес, различался в зависимости от уровня дохода их родителей. Если для лиц, включенных в исследование' или участвующих в нем на всем его протяжении, характерны такие ассоциативные связи, которые отличаются от наблюдаемых у тех, кто в исследовании не участвует, возникает смещение оценки ассоциации между воздействием и его эффектом.
Существенное смещение отбора наблюдается в тех случаях, когда изучаемые болезнь или фактор сами по себе делают невозможным включение в исследование определенных лиц. Например, среди рабочих предприятия, подверженных воздействию формальдегида, те, кто больше всего страдает от раздражения глаз, проявляют большую готовность оставить работу по собственному желанию или после медицинской консультации. На предприятии останутся рабочие, которые страдают меньше, и исследование пораженности работников производства, предусматривающее оценку ассоциации между воздействием формальдегида и раздражением глаз, даст обманчивые результаты.
Для исследований, касающихся производственной эпидемиологии, характерен вытекающий из определения весьма существенный тип смещения в результате отбора, называемый “эффектом здоровых рабочих" (глава 9), а именно рабочие для выполнения своих обязанностей должны быть достаточноздоровыми; лиц с тяжелыми заболеваниями или со сниженной трудоспособностью на работу обычно не принимают. Поэтому, если предусмотрены обследования в учреждении здравоохранения, а лица, не явившиеся для следующего осмотра, из-под наблюдения выбывают, может произойти смещение результатов, поскольку больные могут лечиться дома или в больнице. Структура всех эпидемиологических исследований должна учитывать этот тип смещения отбора.
Смещение в результате измерения
Смещение в результате измерения возникает в случае неточности отдельных измерений или классификаций болезней либо воздействий (т.е. при неправильной количественной оценке измеряемых параметров). Источники смещения в результате измерения многочисленны, а значения порождаемых ими эффектов различаются в широких пределах. Например, никогда не бывают абсолютно точными измерения биохимических или физиологических показателей, и в разных лабораториях при исследовании одного и того же образца получают различные результаты. Если пробы, взятые от лиц, подвергающихся воздействию какого-либо фактора риска, и от контрольных лиц, исследуются случайным методом в разных лабораториях, использующих общие процедуры недостаточно проверенного качества, ошибки будут случайными и потенциально менее серьезными для эпидемиологического анализа, чем в ситуациях, когда все пробы, полученные от лиц, подверженных воздействию, анализируют в одной лаборатории, а те, что взяты в контрольной группе, — в другой. Если при исследовании одной и той же пробы лаборатории систематически получают различающиеся результаты, эпидемиологическая оценка оказывается смещённой.
Одним из видов смешения в результате измерения, имеющим особо важное значение при проведении ретроспективных ■ исследований типа случай — контроль, является смещение по причине неточности ретроспективных данных. Оно возникает в тех случаях, когда имеются расхождения в информации о прошлых событиях, поступающей от больных и лиц контрольной группы. Так, больные могут с большей вероятностью указать на воздействие фактора риска в прошлом, если имхорошо известно, что он ассоциируется с изучаемой болезнью (например, отсутствие физической нагрузки и болезни сердца). В результате такого смещения оценка степени воздействия может оказаться либо завышенной (например, лица с сердечной патологией более склонны сообщать об отсутствии в прошлом физической нагрузки), либо заниженной (если больные более склонны, чем контрольные лица, отрицать воздействие в прошлом фактора риска).
Если в сопоставляемых группах смещение в результате измерения возникает в равной мере (недифференцированное смещение), оценка объективной связи между экспозицией и эффектом почти всегда бывает заниженной. Такого рода смещением можно объяснить некоторые расхождения в результатах различных эпидемиологических исследований.
Смешивающие факторы
В исследовании, посвященном оценке ассоциации между воздействием причинного фактора (или фактора риска) и возникновением болезни, смешивающий эффект может иметь место в том случае, если данное население, помимо изучаемого воздействия, подвергается какой-либо дополнительной экспозиции, которую ассоциируют как с данной болезнью, так и с изучаемым воздействием. Если этот дополнительный фактор, сам по себе являющийся детерминантой или фактором риска для здоровья, неравномерно распределен в подвергающихся воздействию подгруппах, возникает проблема. Смешивание имеет место в тех случаях, когда эффекты обоих воздействий (факторов риска) не отделены друг от друга и в результате возникает ошибочный перевес в пользу этиологической роли одной из переменных. Например, в исследовании ассоциации между курением табака и раком легких возраст будет смешивающим фактором, если средние величины возраста для групп некурящих и курящих в изучаемой популяции сильно различаются, поскольку заболеваемость раком легких с возрастом увеличивается.
Смешивание может иметь весьма серьезные последствия и даже изменить первоначальное направление ассоциации. Какая-либо переменная, которую рассматривают как протективную, послеустранения смешивания может быть расценена как дающая вредный эффект. Проблемы, чаще всего возникающие по поводу смешивания, заключаются в том, что оно может создавать видимость-причинно-следственной связи, которая в действительности отсутствует. Переменная дает смешивающий эффект в том случае, если она является самостоятельной детерминантой возникновения болезни (т.е. фактором риска) на фоне изучаемой экспозиции. Так, при анализе связи между воздействием радона и раком легких курение не будет смешивающим фактором, если характер потребления табака в подвергающейся воздействию радона и контрольной группах одинаков.
Смешивающими факторами в эпидемиологических исследованиях часто являются возраст и социальный статус. Ассоциация между высоким кровяным давлением и ишемической болезнью сердца может фактически отражать одновременные изменения в обеих переменных, возникающие по мере увеличения возраста; необходимо учесть потенциальный смешивающий эффект возраста, и тогда становится очевидным, что высокое кровяное давление действительно повышает риск развития ишемической болезни сердца.
Другой пример смешивающего эффекта проиллюстрирован на рис. 3.10. Смешиванием можно объяснить наблюдаемую связь между потреблением кофе и риском развития ишемической болезни сердца, поскольку известно, что потребление кофе ассоциируется с курением сигарет: люди, которые пьют кофе, курят чаще по сравнению с теми, кто не потребляет этот напиток. Установлено, что курение сигарет является одной из причин ишемической болезни сердца, поэтому возможно, что связь между потреблением кофе и ишемической болезнью сердца просто отражает известную причинную связь курения с развитием этой болезни. Б данной ситуации фактор курения вмешивается в кажущуюся связь между потреблением кофе и ишемической болезнью сердца.
Устранение смешивающего эффекта
Существует несколько методов устранения смешивания, которые могут быть либо предусмотрены структурой исследова-ния, либо применены в ходе анализа его результатов. Методы устранения смешивания, относящиеся к структуре эпидемиологического исследования, включают:
• рандомизацию;
• рестрикцию;
• подбор.
На стадии анализа смешивание может быть устранено с помощью:
• стратификации;
• статистического моделирования.
Рандомизация, которая применима только при экспериментальных исследованиях, является идеальным методом, обеспечивающим равномерное распределение потенциальньос смешивающих переменных по сопоставляемым труппам. Чтобы избежать случайного неравномерного распределения таких переменных, объем выборки должен быть достаточно большим. Рандомизация исключает ассоциацию между потенциально смешивающими переменными и изучаемым видом воздействия.
Рис. 3.10. Смешивающий эффект: потребление кофе, курение сигарет и. развитие ишемической болезни сердца |
При использовании метода подбора для устранения смешивания участники исследования выбираются таким образом, чтобы было обеспечено равномерное распределение потенциальных смешивающих переменных в двух сопоставляемых группах. Так, в исследовании типа случай — контроль, предпринимаемом для оценки связи между физической нагрузкой и ишемической болезнью сердца, к каждому больному с сердечной патологией может быть подобран один контроль того же возраста и пола, чтобы избежать смешивающего эффекта этих переменных. Метод подбора нашел широкое применение в исследованиях типа случай — контроль, но при этом могут возникнуть проблемы, если критерии подбора слишком строги или их слишком много; в таких случаях говорят об избыточном подборе.
Метод подбора требует больших денежных затрат и много времени, но он представляет особую ценность, если существует вероятность несоответствия между больными и контрольными лицами, например, когда больные старше контролей.
В крупных исследованиях устранение смешивающего эффекта обычно лучше производить на стадии анализа, а не планирования. В этом случае его можно избежать благодаря стратификации, предусматривающей количественную оценку степени ассоциаций по четко определенным и однородным категориям (слоям) смешивающей переменной. Если смешивающим фактором является возраст, оценку ассоциации можно производить, например, по возрастным группам с диапазоном в 10 лет; если таким фактором является пол или этническая принадлежность, ассоциация может быть оценена отдельно по группам лиц мужского и женского пола или по разным этническим группам. Существуют методы суммарной оценки общей ассоциации путем выведения взвешенной средней величины оценок, рассчитанных по каждому отдельному слою.Хотя стратификация является концептуально простым и относительно легко выполнимым методом, она часто ограничена масштабом исследования и не дает возможности устранить большое число действующих одновременно факторов, что во многих случаях бывает необходимым. В такой ситуации оценка выраженности ассоциаций для устранения ряда смешивающих переменных одновременно потребует статистического моделиро- вйния (многомерного); для этих целей существуют разнообразные статистические методы (Dixon & Massey, 1969).
Источник: Бигпхоп Р., «Основы эпидемиологии» 1993
А так же в разделе «Систематическая ошибка »
- Наблюдения и эксперименты
- Эпидемиологические исследования, проводимые путем наблюдений Описательные исследования
- Экологические исследования
- Поперечные исследования
- Исследования типа случай — контроль
- Когортные исследования
- Экспериментальные эпидемиологические исследования
- Рандомизированные контролируемые испытания
- Полевые испытания
- Испытания на коммунальном уровне
- Потенциальные ошибки в эпидемиологических исследованиях
- Случайная ошибка
- Достоверность
- Вопросы этики
- Глава 4 Основные статистические аспекты,
- Распределения и основные критерии Распределения
- Характеристика положения
- Нормальное и логарифмически нормальное распределения
- Оценка Популяции и выборки
- Доверительные интервалы
- Статистические выводы Проверка гипотез
- Ошибки первого и второго рода
- Различия между статистической значимостью, значимостью в клиническом отношении и значимостью с точки зрения общественного здравоохранения
- Взаимосвязь двух переменных
- Критерий хи-квадрат
- Регрессия
- Глава 5 Причинная обусловленность болезней в эпидемиологии
- Единичные и множественные причины
- Взаимодействие причин
- Временная связь
- Убедительность ассоциации
- Последовательность выявления ассоциации
- Степень выраженности ассоциации
- Зависимость доза — ответ
- Организация исследования
- Вынесение суждений