观察性研究设计

观察性研究设计的思维导图，观察性研究（observational study）：研究者在完全“自然状态”下“被动地观察、记录各研究对象的特征。描述现象的本质，比较不同环境条件下疾病的发生、发展等状况。研究者只是通过观察、测量或给研究对象进行医学检查以获取关于研究对象的资料。

观察性研究设计

• 15.1 概要
  • 观察性研究（observational study）：研究者在完全“自然状态”下“被动地观察、记录各研究对象的特征。描述现象的本质，比较不同环境条件下疾病的发生、发展等状况。研究者只是通过观察、测量或给研究对象进行医学检查以获取关于研究对象的资料
  • 观察性研究目的：了解样本信息来推断总体特征及掌握和探索变量间的相互关系
  • 15.1.1 横断面研究（cross-sectional study）
    • 定义：按照事先设计的要求在某一人群中应用普查或抽样调查的方法收集特定时间内疾病的描述性资料，以描述疾病的分布及观察某些因素与疾病之间的关联
    • 调查方法
      • 普查（census）：对总体中所有的观察单位进行调查，一般用于了解总体在某一特定“时点”上的情况
      • 典型调查（typical survey）：对事物进行全面了解的基础上，有目的地选择典型的人和单位进行调查
      • 抽样调查（sample survey）：通过随机抽样方法从总体中随机抽取一定数量具有代表性的观察单位组成的样本进行调查，然后根据样本信息来推断总体特征
    • 抽样方法
      • 单纯随机抽样（simple random sampling）
        • 将调查总体的全部观察单位编号，再用随机数字表、随机排列表、随机函数等方法随机抽取部分观察单位组成样本
        • 操作简单、计算简单。但总体数量大时工作量大
      • 系统抽样（systematic sampling）
        • 先将总体的观察单位按某一标识进行排序编号，根据样本大小确定抽样间隔和抽样框架，再从第一部分随机抽取某个观察单位，依次用相等间距，从每一部分各抽取一个观察单位组成样本
        • 易于理解，简便易行。总体中的观察单位随序号有周期趋势或增减趋势时易产生系统误差。故适用于分布较均匀的总体
      • 整群抽样（cluster sampling）
        • 被抽取的不是一个一个的单个观察单位，而是由许多个体组成的群。先将总体分成若干个群，再随机抽取几个群，被抽中的全部的全部观察单位组成样本
        • 便于组织实施，节省大量人力物力。抽样误差较大，样本量不如单纯随机抽样精确
      • 分层抽样（stratified sampling）
        • 先按对观察指标影响较大的某种特征，将总体分为若干个类别，再从每一层内随机抽取一定数量的观察单位，合起来组成样本。要求层内差异尽可能小，层间差异尽可能大，以提高精度
        • 按各层之间抽样比例是否相同
          • 等比例随机抽样（proportional allocation stratified random sampling）：各层内抽样比例相同
          • 最优分配随机抽样（optimum allocation stratified random sampling）：各层内采取不相等的抽样比例
        • 提高了不同层间的层内同质性，提高精度和样本代表性；对不同层采用不同分析方法，灵活便利
      • 多阶段抽样（multi-stage samlping）
        • 把抽样过程分为多个阶段来进行，每个阶段可以采用不同的抽样方法
        • 可以在各个阶段采用不同的抽样方法，不需要每个抽样单位都有相同的抽样框架。抽样误差估算比较复杂
  • 15.1.2 队列研究（cohort study）
    • 按照是否暴露将研究人群分成暴露组和非暴露组，或根据暴露程度的不同，分成不同水平的暴露组，然后追踪观察一段时间，比较暴露组和非暴露组（或不同水平暴露组）间研究疾病的结局（如发病、死亡、复发等）的差异，从而判断该暴露因素与疾病之间有无关联及关联强度
    • 暴露：研究对象具有某种特征、处于某种状态、具有某种行为或习惯、接触过某种物质等
  • 15.1.3 病例对照研究（case-control study）
    • 先按疾病状态确定调查对象，分为病例组和对照组，以患有某种疾病的患者作为病例组，以不患有该疾病但具有可比性的一组个体作为对照组，然后利用已有的记录或用询问、填写调查表的方法，了解其既往的各种可能的研究因素的暴露情况，并比较病例组和对照组各研究因素的暴露史的差异，推测疾病与研究因素之间的联系
    • 适用于研究潜伏期长的罕见或容易漏诊、误诊的疾病的危险因素
    • 缺点是报告偏倚和回忆偏倚
• 15.2 观察性研究中样本量的估算
  • 样本量太小：观察指标值不稳定，抽样误差大，准确性差
  • 样本量太大：可行性差，浪费大量人力、物力、财力、时间，优势甚至使系统抽样误差增大
  • 影响样本量估算的因素
    • 第I类错误概率α：一般双侧α=0.05
    • 容许误差δ：总体参数（均数、率）间有差别的临界值
    • 预期的标准差σ或总体率π
  • 实际操作中，考虑到可能出现的不应答、失访等，需在估算的最低样本量基础上再增加10%~20%
  • 15.2.1 总体率估计时的样本量估算
  • 15.2.2 总体均数估计时的样本量估算