459匹配病例對照研究的分析Analysisofmatchedcasecontrolstudies

1、匹配病例對照研究的分析匹配病例對照研究的分析analysis of matched case control studies伊萬伊萬 胡廷胡廷- - 世界衛(wèi)生組織世界衛(wèi)生組織 dr yvan hutin who包辦婚姻包辦婚姻 arranged marriage可從本講座中獲得的能力可從本講座中獲得的能力competency to be gained from this lecture匹配病例對照研究的設(shè)計和分析匹配病例對照研究的設(shè)計和分析design and analyze a matched case control study 關(guān)鍵內(nèi)容關(guān)鍵內(nèi)容 key elements 匹配的概念匹配的

2、概念 the concept of matching 匹配的分析匹配的分析 the matched analysis 匹配的優(yōu)缺點匹配的優(yōu)缺點 pro and cons of matching 控制混雜因素控制混雜因素controlling a confounding factor 分層分層 stratification 限制限制 restriction 匹配匹配 matching 隨機隨機 randomization 多因素分析多因素分析 multivariate analysis匹配定義 matching: definition 產(chǎn)生病例和對照之間的聯(lián)系產(chǎn)生病例和對照之間的聯(lián)系 creat

3、ion of a link between cases and controls 這種聯(lián)系是這種聯(lián)系是 this link is: 基于共同的特點基于共同的特點 based upon common characteristics 在研究設(shè)計時產(chǎn)生在研究設(shè)計時產(chǎn)生 created when the study is designed 分析時也應(yīng)保持聯(lián)系分析時也應(yīng)保持聯(lián)系 kept through the analysis非匹配的對照組非匹配的對照組 unmatched control group病例病例 cases對照對照 controls病例病例 bag of cases 對照對照 bag o

4、f controls 匹配的對照組匹配的對照組 matched control group病例病例 cases對照對照 controls病例與對照的對子不能分開病例與對照的對子不能分開 sets of cases and controls that cannot be dissociated匹配概念：匹配概念：matching: concept 可能存在混雜可能存在混雜 confounding is anticipated 調(diào)整將是必須的調(diào)整將是必須的 adjustment will be necessary 對設(shè)想的層做好準備對設(shè)想的層做好準備 preparation of the stra

5、ta a priori 病例和對照入選病例和對照入選 recruitment of cases and controls 按層按層 by strata 保證層內(nèi)有足夠的樣本量保證層內(nèi)有足夠的樣本量 to insure sufficient strata size為什么要匹配？為什么要匹配？ why matching? 如果病例和對照在匹配因素方面相同如果病例和對照在匹配因素方面相同 if cases and controls are similar for the matching variables, 那么病例對照間的不同就是其他因素造成的而那么病例對照間的不同就是其他因素造成的而不是匹配因

6、素（混雜因素）不是匹配因素（混雜因素）then, differences must be otherwise explained.結(jié)果. consequences. 問題問題 the problem: 混雜混雜 confounding 解決的同時可能伴有其他問題解決的同時可能伴有其他問題 is solved with another problem: 引入了更多地混雜引入了更多地混雜 introduction of more confounding, 分層分析可以消除這些問題分層分析可以消除這些問題 so that stratified analysis can eliminate it.匹配

7、標準 matching criteria 潛在的混雜因素潛在的混雜因素 potential confounding factors 與暴露存在關(guān)聯(lián)與暴露存在關(guān)聯(lián) associated with exposure 與結(jié)局存在關(guān)聯(lián)與結(jié)局存在關(guān)聯(lián) associated with the outcome 標準標準 criteria 獨特獨特 unique 多種多種 multiple 必要必要 always justified匹配策略的類型匹配策略的類型types of matching strategies 頻數(shù)匹配頻數(shù)匹配 frequency matching 層較大層較大 large strata

8、 集合匹配集合匹配 set matching 層較小層較小 small strata 有時候非常小（有時候非常?。? 1：1 1配對匹配）配對匹配） sometimes very small (1/1: pairs)chipat riverexample of frequency matching: attack rate of acute hepatitis (e) by residence, baripada, orissa, india, 20040 - 0.9 / 10001 - 9.9 / 100010 -19.9 / 100020+ / 1000attack rate underg

9、round water supplypump from river bed頻數(shù)匹配 - frequency matching example residence is a possible confounding factor associated with disease probably associated with exposure frequency-matching by area each area, numbers of controls= number of cases analysis stratified by areadistribution of cholera ca

10、ses by households, parpatia village, orissa, india 2003household with no caseshousehold with 1 case (triangle: index)household with 2 caseshousehold with 3 casestube wellprotected wellunprotected welldry riverbed集合匹配 - set matching example residence is a possible confounding factor associated with d

11、isease probably associated with exposure set-matching by neighbourhood for each case, two controls in adjacent houses analysis matched by set匹配：不正確的想法匹配：不正確的想法matching: false pre-conceived ideas 所有病例對照研究都需要匹配所有病例對照研究都需要匹配 matching is necessary for all case-control studies 必須對年齡和性別進行匹配必須對年齡和性別進行匹配 ma

12、tching needs to be done on age and sex 匹配是對病例和對照數(shù)量上的調(diào)整匹配是對病例和對照數(shù)量上的調(diào)整 matching is a way to adjust the number of controls on the number of cases匹配：真實的描述matching: true statements匹配可能會給你帶來麻煩匹配可能會給你帶來麻煩 matching can put you in trouble 匹配能夠使你很快找到對照匹配能夠使你很快找到對照 matching can be useful to quickly recruit co

13、ntrols 關(guān)聯(lián)指標的計算關(guān)聯(lián)指標的計算 calculation of measures of association 相對危險相對危險 relative risk 比值比比值比 odds ratio 當(dāng)疾病罕見時，可用比值比來估計相對危險當(dāng)疾病罕見時，可用比值比來估計相對危險 approximation of relative risk if disease is rare 非匹配時的計算公式：非匹配時的計算公式： or = ad/bc formula = ad/bc if unmatched 匹配時的計算公式較復(fù)雜匹配時的計算公式較復(fù)雜 more complex if matched 患

14、病率比患病率比 prevalence ratio 病例病例 case 對照對照 control合計合計 total暴露暴露 exposedabn/a非暴露 non-exposedcdn/a合計 totala+cb+dn/a病例中暴露比值病例中暴露比值 odds of exposure among cases= a/c病例對照研究中病例對照研究中oror的計算的計算 calculation of the odds ratio in a case control study對照中暴露比值對照中暴露比值 odds of exposure among controls = b/d比值比比值比 odds

15、 ratio: ad/bc匹配策略與對應(yīng)的分析 matching strategies and corresponding analysis 策略 strategies 頻數(shù)匹配頻數(shù)匹配 frequency matching 層較大層較大 large strata 集合匹配集合匹配 set matching 層較小層較小 small strata 有時候非常?。ㄓ袝r候非常?。? 1：1 1配對匹配）配對匹配） sometimes very small (1/1: pairs) 分析分析 analysis 混雜因素的分層分析混雜因素的分層分析 stratified analysis as for

16、 confounding factors 如果是如果是1 1：1 1配對匹配，則每一層的樣本量是配對匹配，則每一層的樣本量是 2 2 if pair matching, then strata size is 2or m-h=ai.di) / tibi.ci) / timantel-haenszel 調(diào)整在分層分析中的應(yīng)用調(diào)整在分層分析中的應(yīng)用 mantel-haenszel adjusted odds ratio applying to stratified analysis 一致的對子一致的對子 concordant pairs 病例與對照有相同的暴露病例與對照有相同的暴露 cases a

17、nd controls have the same exposure ad 和和 bc對計算沒有貢獻對計算沒有貢獻 no ad and bc: no input to the calculationcasescontrolstotalexposed112nonexposed000合計 total112casescontrolstotalexposed000nonexposed 112 total112配對病例對照研究的分析配對病例對照研究的分析（1：1） matched analysis by set (pairs of 1 case / 1 control)無作用 no effect無作用

18、no effectcasescontrolstotalexposed101non exposed011total112casescontrolstotalexposed011non exposed 101 total112配對病例對照研究的分析（1：1） matched analysis by set (pairs of 1 case / 1 control) 不一致的對子不一致的對子 discordant pairs 病例與對照有相同的暴露病例與對照有相同的暴露 cases and controls have different exposures ad ad 和和 bcbc對計算有貢獻對計

19、算有貢獻 ads and bcs: input to the calculation正相關(guān) positive association負相關(guān) negative associationor m-h=病例暴露（對照不暴露）不一致的對子數(shù)病例暴露（對照不暴露）不一致的對子數(shù)discordant sets case exposed 對照暴露（病例不暴露）不一致的對子數(shù)對照暴露（病例不暴露）不一致的對子數(shù)discordant sets control exposed在這種情況下就是配對的在這種情況下就是配對的ororbecomes the matched odds ratio使用紙夾將相關(guān)對子夾起來，幫助

20、分析使用紙夾將相關(guān)對子夾起來，幫助分析and the analysis can be done with paper clips! 一致對子的調(diào)查表：一致對子的調(diào)查表： 垃圾！垃圾！ concordant questionnaire: trash 不一致對子的調(diào)查表不一致對子的調(diào)查表 放在天平的兩端放在天平的兩端 discordant questionnaires : on the scale “病例暴露病例暴露”（而對照不暴露）的不一致對子放在（而對照不暴露）的不一致對子放在正相關(guān)一邊正相關(guān)一邊 the exposed case pairs weigh for a positive asso

21、ciation “對照暴露對照暴露”（而病例不暴露）的不一致對子放在（而病例不暴露）的不一致對子放在負相關(guān)一邊負相關(guān)一邊 the exposed control pairs weigh for a negative association1:m (m1) 病例對照研究的分析 analysis of matched case control studies with 1 control per case 根據(jù)病例和對照暴露狀態(tài)挑選集合 sort out the sets according to the exposure status of the cases and controls 對集合內(nèi)

22、的每一類型對子進行計數(shù) count reconstituted case-control pairs for each type of set 將集合內(nèi)不一致“對子數(shù)”乘以（符合該集合）的對子總數(shù) multiply the number of discordant pairs in each type of set by the number of sets 然后用f/g這個公式來計算or calculate odds ratio using the f/g formula例如例如1 1個病例個病例/2/2個對照個對照 example for 1 case / 2 controls暴露病例的集

23、合暴露病例的集合 sets with case exposed: +/+, +/+-, +/-未暴露病例的集合未暴露病例的集合 sets with case unexposed: -/+, -/+-, -/-casescontrolstotal暴露暴露exposedabl1非暴露非暴露unexposedcdl0合計合計totalc1c0todds ratio: ad/bc傳統(tǒng)的四格表傳統(tǒng)的四格表 the old 2 x 2 table. controlsexposedunexposedtotalexposedefaunexposed ghctotalbdp (t/2) odds ratio:

24、f/gcases變成對子就很難認識了！. is difficult to recognize!chi2 mcn=(f - g) 2(f+g)the mac nemar chi-square匹配病例對照研究的分析：從概念到數(shù)據(jù)管理匹配病例對照研究的分析：從概念到數(shù)據(jù)管理 analysis of matched case control studies: from concepts to database management 在研究設(shè)計里就將病例和對照聯(lián)系在一起在研究設(shè)計里就將病例和對照聯(lián)系在一起link between sets of cases and controls in the stu

25、dy design 在分析中使用這些聯(lián)系在分析中使用這些聯(lián)系 use of this link in the data analysis 頻數(shù)匹配的分層分析頻數(shù)匹配的分層分析 stratification (frequency matching) 集合匹配的匹配分析集合匹配的匹配分析 matched analysis (set matching) 配對匹配的匹配分析配對匹配的匹配分析paired analysis (case control pairs) 在數(shù)據(jù)庫中要有識別這種聯(lián)系的變量在數(shù)據(jù)庫中要有識別這種聯(lián)系的變量 need to materialize this link in the

26、dataset to prepare the data analysis匹配變量the matched set variable 是一個另加的變量是一個另加的變量 extra variable 每個病例每個病例- -對照的識別號對照的識別號 identifier for each case-control 在頻數(shù)匹配中是在頻數(shù)匹配中是“層層” ” stratum (frequency matching) 在集合匹配中是在集合匹配中是“集合集合” ” set (case control sets) 在配對匹配是在配對匹配是“對子對子” ” pair (case control pairs) 在每

27、一在每一“層層/ /集合集合/ /對子對子”內(nèi)中，所有病例和對照內(nèi)中，所有病例和對照的這個變量值都是相同的的這個變量值都是相同的 all cases and controls belonging to the same stratum/ set/ pair share the same value for the matched set variable 在不同的在不同的“層層/ /集合集合/ /對子對子”，這個變量值不同，這個變量值不同 each stratum/ set/ pair have a unique value2 2個集合的個集合的1:31:3集合匹配數(shù)據(jù)庫變量結(jié)構(gòu)集合匹配數(shù)據(jù)庫

28、變量結(jié)構(gòu)database structure for 2 sets of one case and three controls idsetstatusage sex ses111121321213133121113412101352142226224422722402282241224 4個對子的配對匹配數(shù)據(jù)庫變量結(jié)構(gòu)個對子的配對匹配數(shù)據(jù)庫變量結(jié)構(gòu)database structure for 4 pairs of one case and one controlidpairstatusage sex ses1111213212131332122274222227531422263244227

29、4154218425521匹配：優(yōu)點匹配：優(yōu)點matching: advantages 易于溝通易于溝通 is easy to communicate 對很強地混雜有用處對很強地混雜有用處 is useful for strong confounding factors 能增加小型研究的效率能增加小型研究的效率 can increase the power of small studies 能較容易地選擇對照能較容易地選擇對照 can ease control recruitment 如果只有一個研究因素，則有用處如果只有一個研究因素，則有用處 is useful if only one fa

30、ctor is studied 匹配后，仍可以識別效應(yīng)修飾因子匹配后，仍可以識別效應(yīng)修飾因子 allows looking for effect modification with matching criteria 匹配：不方便的方面matching: inconvenience 必須使作者清楚必須使作者清楚 must be understood by the author 在不存在混雜情況下導(dǎo)致不利在不存在混雜情況下導(dǎo)致不利 is deleterious in the absence of confounding 可降低研究效率可降低研究效率 can decrease power 造成對照

31、選擇的復(fù)雜造成對照選擇的復(fù)雜 can complicate control recruitment 存在多個危險因素時，作用有限存在多個危險因素時，作用有限 is limiting if more than one factor 不再能對匹配因素進行關(guān)聯(lián)性分析不再能對匹配因素進行關(guān)聯(lián)性分析 does not allow examining the association with the matching criteria匹配變量與暴露有關(guān)，但與疾病無關(guān)時（匹配過度）matching with a variable associated with exposure, but not with

32、illness (overmatching) 減少了變異度減少了變異度 reduces variability 增加了一致地對子增加了一致地對子 increases the number of concordant pairs 造成有害的結(jié)果造成有害的結(jié)果 has deleterious consequences: 如果匹配分析：降低了研究效率如果匹配分析：降低了研究效率 if matched analysis: reduction of power 如果不匹配分析：如果不匹配分析：oror將偏向?qū)⑵? 1 if match broken: odds ratio biased towards

33、 one隱藏地匹配（隱藏地匹配（“秘密匹配秘密匹配”）hidden matching (“crypto-matching”) 一些對照的選擇策略造成事實上的匹配一些對照的選擇策略造成事實上的匹配 some control recruitment strategies consist de facto in matching 鄰居對照 neighbourhood controls 朋友對照 friends controls 必須發(fā)現(xiàn)這樣的匹配，并在分析中加以考慮必須發(fā)現(xiàn)這樣的匹配，并在分析中加以考慮 matching must be identified and taken into accou

34、nt in the analysis匹配的操作性原因matching for operational reasons 暴發(fā)調(diào)查的情況下暴發(fā)調(diào)查的情況下 outbreak investigation setting 朋友和鄰居對照是常見的選擇朋友和鄰居對照是常見的選擇 friends or neighbours controls are a common choice 優(yōu)點：優(yōu)點：advantages: 更快地找到對照更快地找到對照 allows identifying controls fast 可以大體上控制混雜可以大體上控制混雜 will take care of gross confou

35、nding factors 可導(dǎo)致一些過度匹配，但使調(diào)查者處于安全地帶可導(dǎo)致一些過度匹配，但使調(diào)查者處于安全地帶 may results in some overmatching, which places the investigator on “the safe side”打破匹配打破匹配 breaking the match 合理性合理性 rationale 匹配會限制分析匹配會限制分析 matching may limit the analysis 匹配也許只是為了操作方便匹配也許只是為了操作方便 matching may have been decided for operational purposes only 處理過程處理過程 procedure 進行匹配的分析進行匹配的分析 conduct matched analysis 再進行非匹配的分析再進行非匹配的分析 conduct unmatched analysis 如果兩者結(jié)果類似，可以打破匹配分析如果兩者結(jié)果類似，可以打破匹配分析 break the match if the results are unchanged 結(jié)論結(jié)論take home mess