流行病學概論

郭浩然

成大醫學院

以含有砷的飼料餵三十隻老鼠，經過一段時間後關察老鼠是否會產生肝癌

問題一：自然狀況下也有老鼠會產生肝癌

解決方式：以沒有砷的飼料餵另三十老鼠（對照組；控制組），經過一段時間後關察以含砷飼料餵食的那群老鼠老（實驗組）產生肝癌的比例是否比對照組高

問題二：如果砷引起肝癌的效應不強，很可能兩組老鼠都不會有肝癌

解決方式：

以高含砷量的飼料餵食老鼠

如何證明砷中毒會引起肝癌?

問題三：高濃度砷暴露的效應是否與低濃度砷暴露相同

解決方式：以大量的老鼠做實驗

以大量的老鼠做實驗

問題四：動物實驗的結果是否適用於人類

解決方式：以人類為實驗的材料

問題五：以人類為實驗的材料是否合乎道德考量

解決方式：流行病學研究

如何證明砷中毒會引起肝癌?

epidemiology是研究epidemic（流行病）的學問；epidemic這個字源於希臘文：epi 是「在…之上」的意思，而demos 是人民的意思。

「流行病」是「the occurrence in a community or region of cases of an illness，specific health-related behavior，or other health-related events clearly in excess of normal expectancy」，指某種疾病的發生頻率超過正常情況下的預期。

「流行病」會隨著人、時、地的不同而改變。例如B型肝炎在臺灣是一種「流行病」，但是在美國就不是。

與其說「流行病學」是研究「流行病」的學問，不如說它是研究疾病如何「流行」。

什麼是「流行病學」?

西元前四百年左右的希伯克拉底斯是第一位使用epidemic這個字的學者，但是流行病學方法的廣泛使用與流行病學研究文獻的大量發表，卻要等到第二次世界大戰以後。

epidemiology是「the study of the distribution and determinants of health-related conditions or events in defined populations and the application of this study to control of health problems」，是一門研究與健康有關之狀態和事件的學問，研究範圍包括其分布情形、決定因素、及控制方法。

流行病學的研究對象已從傳染病擴展到非傳染性的疾病，甚至所有與健康有關的事件與狀態；因此以下所稱的「疾病」，大部分的時候可以引伸到所有與健康有關的事件與狀態。

什麼是「流行病學」?

流行病學研究方法

描述性研究(descriptive studies)

目的在研究與健康有關之狀態和事件的分布情形。

做統計上的推估(statistical inference) 。

分析性研究(analytic studies)

目的在於研究與健康有關之狀態和事件的決定因素以及控制的方法。

通常是分析不同變項之間的關係，尤其是因果關係的推估（causal inference）。

描述性流行病學研究 通常是由研究標的群體（target population）當中抽取一個樣本群體（sample）進行測量，依所得的數據對母群體做統計學上的推估（statistical inference）。

想要知道臺北市居民的血液含鉛量，可以由臺北市居民中抽取一個100人測量他們血液的含鉛量，以推估全臺北市居民的血液含鉛量。

醫學文獻中常見的「病例系列」（case series）與「調查」（survey）通常是屬於描述性研究。一般的「病例系列」是觀察一群患有某種疾病的患者後，描述他們的特徵，希望由這群患者身上觀察到的情形能夠推估其他患有相同疾病的患者。

分析性研究

由於因果關係在很多情況下無法確定，通常在流行病學研究中將被認為是原因的變項稱為「決定因素」（determinant）、「預測因子」（predictor；也可稱為predictor variable）或是「獨立變項」（independent variable；也可稱為「自變項」）許多時候可以稱為「暴露」（exposure）。

通常在流行病學研究中將被認為是結果的變項稱為「疾病」（outcome；也可稱為outcome variable）或是「應變項」（dependent variable）。

根據暴露是否由研究者分配，分析性研究又可分為「實驗性研究」（experimental study）及「非實驗性研究」（non-experimental study）。

實驗性研究

由研究者分配「暴露」的研究。

在研究某種暴露是否會引起某種疾病時，由研究者決定那些被研究者受到暴露，那些被研究者不受到暴露，甚至暴露的劑量與給予方式等。這樣的做法其實是拿人做對象的實驗。

研究者介入被研究者的病程或生活，而研究本身對被研究者的病程或生活介入了某些暴露，也稱「介入性研究」（intervention study）。

介入這些暴露的目的是要在實驗組（有暴露）造成所要觀察的疾病（outcome），比較兩組在疾病發生上的不同，以推測暴露與疾病間的關係。

實驗性研究

臨床實驗(clinical trials) 以一個個研究對象各別分配暴露狀況。

例如我們想知道吃胃乳片是否可以減輕鉛中毒病人的腸胃道疼痛症狀，可以找100位有腸胃道疼痛的鉛中毒病人，其中50人每天三餐都給他們吃一碇胃乳片（給予胃乳片的「暴露」），另50人則不給他們吃胃乳片（不給予胃乳片的「暴露」），比較吃胃乳片的那些人（有暴露者；一般稱為「實驗組」）的腸胃道疼痛現象是否較不吃的那些人（無暴露者；一般稱為「對照組」）輕。

實驗性研究

社區實驗(community trials)

以一個個社區（一群人）為單位分配暴露狀況。

例如我們可以在兩個不同的工廠（社區）進行兩種不同的職場戒菸宣導方式，以比較兩種方式的成效。

非實驗性研究

又稱為「觀察性研究」（observational study），因為研究者此是以被動的旁觀者的角色「觀察」暴露與疾病之間的關係，而不主動地引起後果的產生。

以暴露與疾病的發生時間先後次序(時序)是否能推定，分為 縱貫式研究(longitudinal study) ;能推定時序。 橫斷式研究(cross-sectional study );不能推定時序。

以開始進行研究與疾病的發生時間之關係分為 前瞻性(prospective) 研究

開始進行研究時要觀察的疾病尚未發生。 回溯性(retrospective)研究

開始進行研究時要觀察的疾病都已發生。

橫斷式研究

過動兒的血中鉛濃度比正常兒童高。

小朋友撿含鉛的剝落漆塊吃造成鉛中毒而變得過動。

過動兒撿含鉛的剝落漆塊吃造成血中鉛濃度升高。

因果關係很難界定。

需要知道過動兒血中鉛濃度升高與產生過動之間的時序性。

世代研究(cohort study) 將研究對象依是否有暴露分組做比較 。 找一群有抽煙習慣的人（有暴露者）與一

群從不抽煙的人（沒有暴露者）比較這兩群人的肺癌（疾病）發生率，以研究抽煙是否會引起肺癌。

病例對照研究(case-control study) 將研究對象依是否有疾病分組做比較。 找一群肺癌的病人（有疾病者）與一群沒

有肺癌的人（沒有疾病者）比較這兩群人中有抽煙習慣（暴露）者的比例，以研究抽煙是否會引起肺癌。

縱貫式研究

Newborn

infants

Very low

Apgar

Higher

Apgar

Disabled

No disabled

Disabled

No disabled

Onset

of study

Time

DIRECTION OF INQUIRY

Newborn

infants

Very low

Apgar

Higher

Apgar

Disabled

No disabled

Disabled

No disabled

1986 Time

DIRECTION OF INQUIRY

1995 1996 1997

Onset

of study

頻率(frequency)的指標

盛行率(prevalence)

發病率(incidence)

累積發病率(cumulative incidence)

死亡率(mortality)

致死率(case fatality)

存活率(survival)

比例(ratio)

盛行率(prevalence)

研究族群(study population)在某一時間點上(point prevalence)或一段時間中(period prevalence)具有某一種特質的分率(proportion)

分子是分母的一部份

不分辨該種特質是否在研究期間新發生的

盛行率(prevalence)

Point Prevalence:

ESRD病患第一次進行血液透析時呈現貧血狀態者所佔的百分比

Period Prevalence:

ESRD病患進行血液透析第一年當中曾呈現貧血狀態者所佔的百分比

病患進行血液透析前可能已經呈現貧血狀態(old case)

發病率(incidence)

研究族群發生某一outcome的速度(單位時間內的new case數)

分母是人乘上時間(person-time)

在觀察時間(study period)中發生的才算

每個個案被觀察的時間可以不同

每個個案可以有一次以上的outcome

病患一年當中於血液透析時發生shock的次數

發病率與盛行率

在穩定的研究族群中

prevalence = incidence x disease

duration

影響prevalence之因素可能只影響incidence或disease duration其中之一

感冒之incidence高

DM之duration長

累積發病率(cumulative incidence)

研究族群於觀察時間內曾發生outcome的分率

分子是分母的一部分

在觀察時間中發生的才算

每個個案只可以被算一次

ESRD病患於一年當中曾在血液透析時發生shock的百分比

死亡率(mortality)

研究族群於觀察時間內死亡者的分率

分子是分母的一部分

在觀察時間中發生的才算

每個個案只可以被算一次outcome

臺灣居民每十萬人一年當中死於ESRD的人數

致死率(case fatality rate)

某種疾病的患者於觀察時間內死於該疾病的分率

分子是分母的一部分

在觀察時間中發生的才算

每個個案只可以被算一次outcome

臺灣ESRD患者一年當中死於ESRD

的百分比

致死率與死亡率

臺灣CVA之死亡率高但致死率不高

臺灣猛暴性肝炎之死亡率低但致死率高

存活率(survival rate)

研究族群於觀察時間結束時仍然存活的分率

分子是分母的一部分

在觀察時間中發生的才算

每個個案只可以被算一次outcome

臺灣ESRD患者接受血液透析後五年仍然存活的百分比

存活率與死亡率

存活率 = 1- 死亡率

比例(ratio)

兩個數字相除

臺灣ESRD患者的男女比例

相關性(association)的指標

相關係數(correlation coefficient)

絕對危險性(absolute risk)

危險性差(risk difference)

可歸咎危險性(attributable risk)

迴歸係數(regression coefficient)

相對危險性(relative risk)

危險性比(rate ratio)

勝算比(odds ratio)

世代研究

dcUnexposed

baExposed

No outcomeOutcome

c/c+dIncidence in unexposed

a/a+b=

Incidence in exposed=

Relative

Risk

病例對照研究

dcUnexposed

baExposed

No outcome

(controls)

Outcome

(cases)

b cb/dOdds of exposure in controls

a d=

a/c=

Odds of exposure in cases=

Odds

Ratio

Odds Ratio

Odds: the ratio of the probability of occurrence of an event to that of nonoccurrence.

Odds ratio: Also called "cross-product ratio" or "relative odds."

Exposure Odds Ratio = A/C ÷ B/D = AD/BC

A/C: odds in favor of exposure among diseased

B/D: odds in favor of exposure among non-diseased

In case-control studies

disease

yes no

yes A b

exposure

no C d

odds ratio = A/C ÷ b/d = Ad/bC

Odds Ratio

if no bias in selection, b/B = d/D = F

(sampling fraction)

Ad/bC = ADF/BFC = AD/BC

for rare diseases

AD/BC = A/B ÷ C/D

≒ A/(A+B) ÷ C/(C+D)