匹配病例對照研究的分析

匹配病例對照研究的分析第1頁/共45頁可從本講座中獲得的能力

Competencytobegainedfromthislecture

匹配病例對照研究的設計和分析Designandanalyzeamatchedcasecontrolstudy第2頁/共45頁關(guān)鍵內(nèi)容Keyelements匹配的概念Theconceptofmatching匹配的分析Thematchedanalysis匹配的優(yōu)缺點Proandconsofmatching第3頁/共45頁控制混雜因素

Controllingaconfoundingfactor分層

Stratification限制

Restriction匹配

Matching

隨機

Randomization多因素分析Multivariateanalysis第4頁/共45頁匹配定義Matching:Definition產(chǎn)生病例和對照之間的聯(lián)系Creationofalinkbetweencasesandcontrols這種聯(lián)系是Thislinkis:基于共同的特點Baseduponcommoncharacteristics在研究設計時產(chǎn)生Createdwhenthestudyisdesigned分析時也應保持聯(lián)系Keptthroughtheanalysis第5頁/共45頁非匹配的對照組

Unmatchedcontrolgroup病例

Cases對照

Controls病例Bagofcases

對照

Bagofcontrols第6頁/共45頁匹配的對照組

Matchedcontrolgroup病例

Cases對照

Controls病例與對照的對子不能分開

Setsofcasesandcontrolsthatcannotbedissociated第7頁/共45頁匹配概念：Matching:concept可能存在混雜Confoundingisanticipated調(diào)整將是必須的Adjustmentwillbenecessary對設想的層做好準備Preparationofthestrataapriori病例和對照入選Recruitmentofcasesandcontrols按層Bystrata保證層內(nèi)有足夠的樣本量Toinsuresufficientstratasize第8頁/共45頁為什么要匹配？Whymatching?如果病例和對照在匹配因素方面相同Ifcasesandcontrolsaresimilarforthematchingvariables,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素（混雜因素）Then,differencesmustbeotherwiseexplained.第9頁/共45頁結(jié)果....Consequences....問題

Theproblem:混雜

Confounding解決的同時可能伴有其他問題Issolvedwithanotherproblem:引入了更多地混雜

Introductionofmoreconfounding,分層分析可以消除這些問題sothatstratifiedanalysiscaneliminateit.第10頁/共45頁匹配標準Matchingcriteria潛在的混雜因素Potentialconfoundingfactors與暴露存在關(guān)聯(lián)Associatedwithexposure與結(jié)局存在關(guān)聯(lián)Associatedwiththeoutcome標準Criteria

獨特Unique多種Multiple必要Alwaysjustified第11頁/共45頁匹配策略的類型

Typesofmatchingstrategies頻數(shù)匹配Frequencymatching層較大Largestrata集合匹配Setmatching層較小Smallstrata有時候非常?。?：1配對匹配）

Sometimesverysmall(1/1:pairs)第12頁/共45頁ChipatriverExampleoffrequencymatching:Attackrateofacutehepatitis(E)byresidence,Baripada,Orissa,India,20040-0.9/10001-9.9/100010-19.9/100020+/1000Attackrate

UndergroundwatersupplyPumpfromriverbed第13頁/共45頁頻數(shù)匹配-FrequencymatchingexampleResidenceisapossibleconfoundingfactorAssociatedwithdiseaseProbablyassociatedwithexposureFrequency-matchingbyareaEacharea,numbersofcontrols=NumberofcasesAnalysisstratifiedbyarea第14頁/共45頁Distributionofcholeracasesbyhouseholds,ParpatiaVillage,

Orissa,India2003HouseholdwithnocasesHouseholdwith1case(Triangle:Index)Householdwith2casesHouseholdwith3casesTubewellProtectedwellUnprotectedwellDryriverbed第15頁/共45頁集合匹配-SetmatchingexampleResidenceisapossibleconfoundingfactorAssociatedwithdiseaseProbablyassociatedwithexposureSet-matchingbyneighbourhoodForeachcase,twocontrolsinadjacenthousesAnalysismatchedbyset第16頁/共45頁匹配：不正確的想法

Matching:

Falsepre-conceivedideas所有病例對照研究都需要匹配Matchingisnecessaryforallcase-controlstudies必須對年齡和性別進行匹配Matchingneedstobedoneonageandsex匹配是對病例和對照數(shù)量上的調(diào)整Matchingisawaytoadjustthenumberofcontrolsonthenumberofcases第17頁/共45頁匹配：真實的描述

Matching:Truestatements匹配可能會給你帶來麻煩Matchingcanputyouintrouble匹配能夠使你很快找到對照Matchingcanbeusefultoquicklyrecruitcontrols第18頁/共45頁關(guān)聯(lián)指標的計算

Calculationofmeasuresofassociation相對危險Relativerisk比值比Oddsratio當疾病罕見時，可用比值比來估計相對危險Approximationofrelativeriskifdiseaseisrare非匹配時的計算公式：OR=ad/bc Formula=ad/bcifunmatched匹配時的計算公式較復雜Morecomplexifmatched患病率比

Prevalenceratio第19頁/共45頁

病例

Case

對照

Control

合計Total暴露

Exposed a b N/A非暴露Non-exposed c d N/A合計

Total a+c b+d N/A

病例中暴露比值Oddsofexposureamongcases=a/c病例對照研究中OR的計算

Calculationoftheoddsratioinacasecontrolstudy對照中暴露比值Oddsofexposureamongcontrols

=b/d比值比

Oddsratio:ad/bc第20頁/共45頁匹配策略與對應的分析

Matchingstrategiesandcorrespondinganalysis策略

Strategies頻數(shù)匹配Frequencymatching層較大Largestrata集合匹配Setmatching層較小Smallstrata有時候非常小（1：1配對匹配）Sometimesverysmall(1/1:pairs)分析Analysis混雜因素的分層分析Stratifiedanalysisasforconfoundingfactors如果是1：1配對匹配，則每一層的樣本量是2

Ifpairmatching,thenstratasizeis2第21頁/共45頁ORM-H=ai.di)/Ti]

bi.ci)/Ti]Mantel-Haenszel調(diào)整在分層分析中的應用

Mantel-Haenszeladjustedoddsratioapplyingtostratifiedanalysis第22頁/共45頁一致的對子Concordantpairs病例與對照有相同的暴露Casesandcontrolshavethesameexposuread和

bc對計算沒有貢獻

Noadandbc:noinputtothecalculation Cases Controls TotalExposed 1 1 2Nonexposed 0 0 0合計Total 1 1 2 Cases Controls TotalExposed 0 0 0Nonexposed 1 1 2Total 1 1 2配對病例對照研究的分析（1：1）

Matchedanalysisbyset(Pairsof1case/1control)無作用Noeffect無作用Noeffect第23頁/共45頁 Cases Controls TotalExposed 1 0 1Nonexposed 0 1 1Total 1 1 2 Cases Controls TotalExposed 0 1 1Nonexposed 1 0 1Total 1 1 2配對病例對照研究的分析（1：1）

Matchedanalysisbyset(Pairsof1case/1control)不一致的對子Discordantpairs病例與對照有相同的暴露Casesandcontrolshavedifferentexposuresad和bc對計算有貢獻

ad’sandbc’s:inputtothecalculation正相關(guān)Positiveassociation負相關(guān)Negativeassociation第24頁/共45頁ORM-H=S病例暴露（對照不暴露）不一致的對子數(shù)S

Discordantsetscaseexposed

對照暴露（病例不暴露）不一致的對子數(shù)

Discordantsetscontrolexposed在這種情況下就是配對的OR

…becomesthematchedoddsratio第25頁/共45頁使用紙夾將相關(guān)對子夾起來，幫助分析…

…andtheanalysiscanbedonewithpaperclips!一致對子的調(diào)查表：垃圾！Concordantquestionnaire:trash不一致對子的調(diào)查表放在天平的兩端

Discordantquestionnaires:onthescale“病例暴露”（而對照不暴露）的不一致對子放在正相關(guān)一邊The"exposedcase"pairsweighforapositiveassociation“對照暴露”（而病例不暴露）的不一致對子放在負相關(guān)一邊The"exposedcontrol"pairsweighforanegativeassociation第26頁/共45頁1:M(M>1)病例對照研究的分析

Analysisofmatchedcasecontrolstudieswith>1controlpercase根據(jù)病例和對照暴露狀態(tài)挑選集合Sortoutthesetsaccordingtotheexposurestatusofthecasesandcontrols對集合內(nèi)的每一類型對子進行計數(shù)Countreconstitutedcase-controlpairsforeachtypeofset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)Multiplythenumberofdiscordantpairsineachtypeofsetbythenumberofsets然后用f/g這個公式來計算OR

Calculateoddsratiousingthef/gformula例如1個病例/2個對照Examplefor1case/2controls暴露病例的集合Setswithcaseexposed:+/++,+/+-,+/--未暴露病例的集合Setswithcaseunexposed:-/++,-/+-,-/--第27頁/共45頁

Cases Controls Total暴露Exposed a b L1非暴露Unexposed c d L0合計Total C1 C0 T

Oddsratio:ad/bc傳統(tǒng)的四格表Theold2x2table...第28頁/共45頁

Controls

Exposed Unexposed

TotalExposed e f aUnexposed g h cTotal b d P(T/2)

Oddsratio:f/gCases變成對子就很難認識了！

...isdifficulttorecognize!第29頁/共45頁Chi2

McN=(f-g)2

(f+g)TheMacNemarchi-square第30頁/共45頁匹配病例對照研究的分析：從概念到數(shù)據(jù)管理

Analysisofmatchedcasecontrolstudies:Fromconceptstodatabasemanagement在研究設計里就將病例和對照聯(lián)系在一起

Linkbetweensetsofcasesandcontrolsinthestudydesign在分析中使用這些聯(lián)系Useofthislinkinthedataanalysis頻數(shù)匹配的分層分析

Stratification(Frequencymatching)集合匹配的匹配分析Matchedanalysis(Setmatching)配對匹配的匹配分析Pairedanalysis(Casecontrolpairs)在數(shù)據(jù)庫中要有識別這種聯(lián)系的變量

Needtomaterializethislinkinthedatasettopreparethedataanalysis第31頁/共45頁匹配變量

Thematchedsetvariable是一個另加的變量Extravariable每個病例-對照的識別號Identifierforeachcase-control在頻數(shù)匹配中是“層”Stratum(Frequencymatching)在集合匹配中是“集合”Set(Casecontrolsets)在配對匹配是“對子”Pair(Casecontrolpairs)在每一“層/集合/對子”內(nèi)中，所有病例和對照的這個變量值都是相同的Allcasesandcontrolsbelongingtothesamestratum/set/pairsharethesamevalueforthematchedsetvariable在不同的“層/集合/對子”，這個變量值不同Eachstratum/set/pairhaveauniquevalue第32頁/共45頁2個集合的1:3集合匹配數(shù)據(jù)庫變量結(jié)構(gòu)

Databasestructurefor2setsofonecaseandthreecontrolsIDSetStatusAgeSexSES11112132121313312111341210135214222622442272240228224122第33頁/共45頁4個對子的配對匹配數(shù)據(jù)庫變量結(jié)構(gòu)

Databasestructurefor4pairsofonecaseandonecontrolIDPairStatusAgeSexSES11112132121313321222742222275314222632442274154218425521第34頁/共45頁匹配：優(yōu)點

Matching:Advantages易于溝通Iseasytocommunicate對很強地混雜有用處

Isusefulforstrongconfoundingfactors能增加小型研究的效率Canincreasethepowerofsmallstudies能較容易地選擇對照Caneasecontrolrecruitment如果只有一個研究因素，則有用處Isusefulifonlyonefactorisstudied匹配后，仍可以識別效應修飾因子Allowslookingforeffectmodificationwithmatchingcriteria第35頁/共45頁匹配：不方便的方面

Matching:Inconvenience必須使作者清楚Mustbeunderstoodbytheauthor在不存在混雜情況下導致不利Isdeleteriousintheabsenceofconfounding可降低研究效率Candecreasepower造成對照選擇的復雜Cancomplicatecontrolrecruitment存在多個危險因素時，作用有限Islimitingifmorethanonefactor不再能對匹配因素進行關(guān)聯(lián)性分析Doesnotallowexaminingtheassociationwiththematchingcriteria第36頁/共45頁匹配變量與暴露有關(guān)，但與疾病無關(guān)時

（匹配過度）

Matchingwithavariableassociatedwithexposure,butnotwithillness

(Overmatching)減少了變異度Reducesvariability增加了一致地對子

Increasesthenumberofconcordantpairs造成有害的結(jié)果Hasdeleteriousconsequences:如果匹配分析：降低了研究效率Ifmatchedanalysis:reductionofpower如果不匹配分析：OR將偏向1Ifmatchbroken:Oddsratiobiasedtowardsone第37頁/共45頁隱藏地匹配（“秘密匹配”）

Hiddenmatching(“Crypto-matching”)一些對照的選擇策略造成事實上的匹配Somecontrolrecruitmentstrategiesconsistdefactoinmatching鄰居對照Neighbourhoodcontrols朋友對照Friendscontrols必須發(fā)現(xiàn)這樣的匹配，并在分析中加以考慮Matchingmustbeidentifiedandtakenintoaccountintheanalysis第38頁/共45頁匹配的操作性原因

Matchingforoperationalreasons暴發(fā)調(diào)查的情況下Outbreakinvestigationsetting朋友和鄰居對照是常見的選擇

Friendsorneighbourscontrolsareacommonchoice優(yōu)點：Advantages:更快地找到對照Allowsidentifyingcontrolsfast可以大體上控制混雜Willtakecareofgrossconfoundingfactors可導致一些過度匹配，但使調(diào)查者處于安全地帶Mayresultsinsomeovermatching,whichplacestheinvestigatoron“thesafeside”第39頁/共45頁打破匹配

Breakingthematch合理性

Rationale匹配會限制分析Matchingmaylimittheanalysis匹配也許只是為了操作方便Matchingmayhavebeendecidedforoperationalpurposesonly處理過程

Procedure進行匹配的分析Conductmatchedanalysis再進行非匹配的分析Conductunmatchedanalysis如果兩者結(jié)果類似，可以打破匹配分析Breakthematchiftheresultsareunchanged第40頁/共45頁結(jié)論

Takehomemess