Учебное пособие для студентов 6 курса медикопрофилактического факультета по дисциплине Эпидемиология, военная эпидемиология
 Скачать 0.8 Mb.
|
|
1.6.Обеспечение репрезентативности выборочного статистического наблюдения Репрезентативность (представительность) выборки по отношению к генеральной (общей) совокупности достигается за счет двух моментов. Первый момент, обеспечивающий репрезентативность выборочного исследования – качественный. Это как можно более точное соответствие соотношения отдельных частей в выборочной совокупности соотношению частей во всей совокупности в целом. При этом репрезентативность достигается за счет правильного отбора единиц наблюдения в выборочную совокупность. Важно, чтобы любая единица всей совокупности в целом имела равновеликую возможность попасть в выборочную совокупность. В то же время выборочная совокупность должна по качественной характеристике быть как возможно ближе ко всей (генеральной) совокупности. Качественная характеристика репрезентативности статистической выборки достигается использованием нескольких способов отбора единиц наблюдения. Первый способ репрезентативного отбора единиц наблюдения в выборку – это организация типологической выборки. Она предполагает разбивку изучаемой совокупности на ряд однотипных качественных групп, из которых далее отбираются единицы для наблюдения. Например, при изучении онкологической заболеваемости населения в зоне влияния промышленного объекта, выступающего в качестве источника поступления в окружающую среду канцерогенных веществ, все население этой зоны, как генеральная совокупность, разбивается на группы в соответствии с проживанием в зонах различного радиуса от источника. Затем из каждой группы отбирается одинаковая доля (процент) единиц наблюдения (проживающих в каждой зоне людей). Все вместе они и составят выборочную совокупность. Второй способ отбора – случайный (наудачу, по жребию, по начальной букве фамилии или дню рождения, по таблице случайных чисел (приложение 1)). Третий способ отбора – механический, когда из всей (генеральной) совокупности берется для изучения механически отобранная пятая (20 %) или десятая (10 %) часть. Например, при изучении заболеваемости болезнями щитовидной железы на определенной территории в разработку берется механически каждая пятая (каждая десятая) карта амбулаторного больного с соответствующим диагнозом. Четвертый способ отбора – «гнездовой», когда из всей совокупности отбираются группы, называемые гнездами. Затем в этих гнездах единицы наблюдения изучаются сплошь или выборочно (механическим или случайным отбором). Например, для представления о заболеваемости детей кариесом на территории с пониженным содержанием фтора в воде изучают заболеваемость детей одного населенного пункта, наиболее типичного для данной территории. Пятый способ отбора – направленный. Использование принципов направленного отбора позволяет выявить влияние неизвестных факторов при устранении влияния известных. Например, при изучении влияния степени дефицита фтора в воде на заболеваемость населения кариесом на территориях с различным содержанием фтора в воде для исследования отбираются люди одного возраста с одинаковым уровнем доходов, с одинаковым уровнем образования, с одинаковым уровнем обеспечения стоматологической помощью. Второй момент, обеспечивающий репрезентативность выборочного исследования – количественный. Объем выборки (численность единиц в выборке) должен быть достаточным для обеспечения достоверности и надежности результатов в отношении генеральной совокупности. В том случае, когда статистическому исследованию подлежат качественные признаки (например, наличие болезни или смерти), при расчете необходимого объема выборки используется формула определения предельной ошибки показателя. Непременным условием обоснованного расчета необходимого числа наблюдений в статистическом исследовании является допущение возможной ошибки, т.е. предположение максимально допустимого отклонения результатов выборочного исследования от значений генеральной совокупности. Например (пример 13), при изучении заболеваемости болезнями щитовидной железы (гипотиреозом) на территории с техногенным загрязнением почвы J131 мы ожидаем получить результат 10 %. Какую ошибку можно допустить, т.е. в каких пределах можно разрешить колебаться средней величине показателя, чтобы не исказить результаты? Определим эту предельную ошибку в 3 %, т.е. истинный показатель заболеваемости будет находиться в доверительных границах 10 ± 3 % или от 7 до 13 %. Итак, предельная ошибка (∆) будет равна 3 %, величина самого показателя (р) − 10 %. Математическая статистика предлагает формулу для определения предельной ошибки показателя:  , где∆ − предельная ошибка показателя; р − величина показателя (для изучаемого признака); q − (1– р) или (100 – р) в зависимости от того в каких величинах выражается показатель (в долях единицы или в процентах); n − число наблюдений; t − коэффициент, показывающий с какой вероятностью (надежностью) можно гарантировать, что действительные размеры показателя не будут выходить за границы предельной ошибки (обычно t берется равным 2, что обеспечивает высокую степень достоверности будущего результата). Исходя из формулы предельной ошибки, можно вывести формулу необходимого числа наблюдений:  .В нашем примере: ∆ = 3 %; р = 10 %; q = 100 % – 10 % = 90 %; t = 2. Пользуясь выведенной формулой, вычисляем необходимое число наблюдений:  .Полученный результат свидетельствует, что при изучении заболеваемости болезнями щитовидной железы на территории с повышенным содержанием радиоактивного йода достаточно проанализировать результаты обследования 400 человек. Результаты их обследования будут репрезентативно отражать состояние всей совокупности. При отборе этих 400 человек должен быть использован один из пяти описанных выше способов, обеспечивающих качественную репрезентативность выборки. В том случае, когда изучению подлежат количественные признаки (показатели физического развития, длительность заболевания, содержание веществ в крови, тканях, воздухе, воде, почве и т.д.) при расчете необходимого числа наблюдений применяют формулу предельной ошибки средней величины:  откуда  гдеδ − среднее квадратическое отклонение. Для расчета объема выборки в этом случае следует знать вариабельность признака (δ) из предыдущих исследований или путем пробных выборок, а также определить возможную ошибку, которую можно допустить в исследовании (∆). Например (пример 14), нас интересует содержание 3,4-бенз -пирена в атмосферном воздухе на территории города. По результатам предыдущих исследований среднеквадратическое отклонение его средней концентрации (δ) составляло 0,4 нг/м3. Ошибка, которая может быть допущена, равна 0,1 нг/м3. В таком случае необходимое число проб воздуха на содержание 3,4-бензпирена составит: n=  пробы.Задания для самостоятельной подготовки к занятиям по теме 1.6 Выберите правильные варианты ответов 1. Типологическая выборка, как способ достижения качественной репрезентативности выборочного статистического наблюдения, заключается в следующем: а) из генеральной совокупности берется для изучения механически отобранная пятая или десятая часть; б) из генеральной совокупности отбираются группы, разли - чающиеся по изучаемому признаку, но с одинаковыми известными признаками (например, пол, возраст, уровень доходов); в) изучаемая генеральная совокупность разбивается на ряд качественно однотипных групп, из которых далее отбираются единицы для наблюдения; г) из генеральной совокупности отбираются группы; затем в этих группах сплошь (или выборочно) изучаются интересующие признаки. 2. Механический способ получения качественно репрезентативной выборки при несплошном статистическом наблюдении заключается в следующем: а) из генеральной совокупности берется для изучения механически отобранная пятая или десятая часть; б) из генеральной совокупности отбираются группы, различающиеся по изучаемому признаку, но с одинаковыми известными признаками (например, пол, возраст, уровень доходов); в) изучаемая генеральная совокупность разбивается на ряд качественно однотипных групп, из которых далее отбираются единицы для наблюдения; г) из генеральной совокупности отбираются группы; затем в этих группах сплошь (или выборочно) изучаются интересующие признаки. 3. Гнездовой способ получения качественно репрезентативной выборки при несплошном статистическом наблюдении заключается в следующем: а) из генеральной совокупности берется для изучения меха - нически отобранная пятая или десятая часть; б) из генеральной совокупности отбираются группы, разли - чающиеся по изучаемому признаку, но с одинаковыми известными признаками (например, пол, возраст, уровень доходов); в) изучаемая генеральная совокупность разбивается на ряд качественно однотипных групп, из которых далее отбираются единицы для наблюдения; г) из генеральной совокупности отбираются группы; затем в этих группах сплошь (или выборочно) изучаются инте - рисующие признаки. 4. Направленный способ получения качественно репрезентативной выборки при несплошном статистическом наблюдении заключается в следующем: а) из генеральной совокупности берется для изучения меха - нически отобранная пятая или десятая часть; б) из генеральной совокупности отбираются группы, разли - чающиеся по изучаемому признаку, но с одинаковыми из - вестными признаками (например, пол, возраст, уровень до- ходов); в) изучаемая генеральная совокупность разбивается на ряд качественно однотипных групп, из которых далее отбираются единицы для наблюдения; г) из генеральной совокупности отбираются группы; затем в этих группах сплошь (или выборочно) изучаются интересующие признаки. Сформулируйте ответы на вопросы
10. Каким образом достигается количественная репрезентативность выборки статистического наблюдения при исследовании качественных признаков объекта наблюдения? 11. Каким образом достигается количественная репрезентативность выборки статистического наблюдения при исследовании количественных признаков объекта наблюдения? Решите задачи Задача 8 В результате планируемого исследования заболеваемости детей кариесом зубов на территории с содержанием фтора в питьевой воде 0,5 мг/л мы ожидаем получить показатель заболеваемости 45 % с предельной ошибкой 5 %. Определите объем репрезентативной выборки статистического наблюдения. Задача 9 Определите репрезентативное число проб атмосферного воздуха для исследования на содержание ртути после пуска в эксплуатацию на территории районного центра завода по производству электроламповых изделий при условии допущения ошибки статистического наблюдения 0,05 мкг/м3, если по имеющимся данным литературы среднеквадратическое отклонение средней концентрации ртути (δ)в аналогичных исследованиях составляло 0,12 мкг/м3.
ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОГО МЕТОДА Использование представленного выше описательно-оценоч - ного методического приема эпидемиологического метода позволяет дать характеристику явлений, касающихся здоровья населения. Следующим этапом анализа этих явлений служит установление связи между параметрами факторов окружающей среды и показателями здоровья населения, что позволяет судить о причинах и условиях его нарушения. Установление характера и степени связи между явлениями осуществляется при использовании аналитического методического приема эпидемиологического исследования. К основным видам исследований при использовании аналитического методического приема относятся исследования типа «случай-контроль», когортное исследование и статические измерения связи. Форма аналитического эпидемиологического исследования определяется временем и направлением его проведения. 2.1. Формы проведения аналитического эпидемиологического исследования Аналитические эпидемиологические исследования могут подразделяться в зависимости от времени и направления их проведения. По времени проведения аналитические эпидемиологические исследования подразделяются на поперечные и продольные. Наиболее распространенная и простая форма применения аналитического эпидемиологического метода – поперечное (одномоментное) исследование. Сущностью поперечного исследования является наблюдение за воздействием факторов внешней среды на здоровье населения в данный момент, без динамического слежения за здоровьем. Поперечные исследования позволяют установить уровень здоровья населения на момент обследования, выявить те факторы среды, которые оказывают влияние на возникновение и развитие заболеваний. Поперечные исследования позволяют относительно быстро выявить проблемы, требующие более углубленного изучения. В некоторых ситуациях (например, при анализе заболеваний, редко встречающихся в общей популяции) поперечные исследования могут существенно помочь в установлении причинно-следствен - ных отношений, но в большинстве случаев эти исследования недостаточны для доказательства связи между нарушениями состояния здоровья и воздействием факторов окружающей среды. Длительное динамическое наблюдение за определенным контингентом людей называется продольным эпидемиологическим исследованием. Продольные исследования в свою очередь принято делить на параллельные и непараллельные. Параллельным продольным эпидемиологическим исследованием называется такое исследование, при котором время его проведения и период, за который собирается определенная информация, совпадают. Например, в 2001-2010 гг. изучались изменения здоровья населения под влиянием физических факторов внешней среды. При этом информация о заболеваниях собиралась также за этот период времени – без обращения к архивам. Непараллельным продольным эпидемиологическим исследованием называется такое исследование, при котором изучаемый период времени находится в прошлом. Например, в 2011г. по архивным данным изучалось изменение состояния здоровья населения на определенной территории за 2001-2010гг. Непараллельные исследования требуют для проведения меньших затрат времени, так как не нужно ожидать, пока в течение какого-то времени накопится определенный статистический материал. Однако они имеют существенный недостаток – приходится ограничиваться статистическими данными, которые были когда-то собраны, и далеко не всегда содержат нужные сведения. По направлению аналитические эпидемиологические исследования подразделяются на проспективные и ретроспективные. Сущность проспективного исследования заключается в том, что сравниваются две группы людей – подвергающихся влиянию изучаемого фактора и не подвергающихся такому влиянию. В этих группах анализируется состояние здоровья людей, т.е. движение научного поиска направлено от фактора к здоровью. Проспективные исследования чаще применяются в тех случаях, когда вредный фактор заведомо известен, например, выбросы промышленных предприятий, высокая напряженность электромагнитного поля, высокий уровень шума. Ретроспективное исследование состоит в том, что сравнивают две группы людей – больных и здоровых. В процессе такого сравнения выясняют причину болезни у больных, т.е. движение научного поиска при данном виде поперечного исследования обратное (retro) от состояния здоровья к возможному фактору. Ретроспективные исследования чаще применяются в тех случаях, когда до исследования ведущий вредный (причинный) фактор не известен, и его необходимо определить. Например, рост заболеваемости населения злокачественными новообразованиями может быть вызван многими причинами. В процессе ретроспективного исследования устанавливается, какие из них в данном конкретном случае являются наиболее значимыми. Как уже указывалось выше, основными видами исследований при использовании аналитического методического приема являются исследование типа «случай-контроль», когортное исследование и статистические измерения связи. При этом целесообразность использования одного из первых двух видов исследования определяется формой его проведения. Задания для самостоятельной подготовки к занятиям по теме 2.1 Выберите правильные варианты ответов 1. Из представленных вариантов утверждений верными являются следующие: а) описательно-оценочный методический прием эпидемиологического метода позволяет дать характеристику явлений, касающихся здоровья населения; б) описательно-оценочный методический прием эпидемиологического метода позволяет судить о причинах и условиях нарушений показателей здоровья населения; в) аналитический методический прием эпидемиологического метода позволяет дать характеристику явлений, касающихся здоровья населения; г) аналитический методический прием эпидемиологического метода позволяет судить о причинах и условиях нарушений показателей здоровья населения. 2. К основным видам исследований при использовании описательно-оценочного методического приема относятся: а) статистическое наблюдение; б) исследование типа «случай - контроль»; в) когортное исследование; г) статистическое измерение связи. 3. К основным видам исследований при использовании анали- тического методического приема относятся: а) статистическое наблюдение; б) исследование типа «случай - контроль»; в) когортное исследование; г) статистическое измерение связи. 4. Из представленных вариантов утверждений верными являются следующие: а) аналитические эпидемиологические исследования по времени проведения подразделяются на поперечные и про - дольные; б) аналитические эпидемиологические исследования по вре - мени проведения подразделяются проспективные и ретро - спективные; в) аналитические эпидемиологические исследования по на - правлению исследований подразделяются на поперечные и продольные; г) аналитические эпидемиологические исследования по напра- влению исследований подразделяются на проспективные и ретроспективные. 5. Из представленных вариантов утверждений верными являются следующие: а) поперечное аналитическое исследование в эпидемиологии осуществляется в данный момент времени; б) поперечное аналитическое исследование в эпидемиологии представляет собой длительное динамическое наблюдение; в) продольное аналитическое исследование в эпидемиологии осуществляется в данный момент времени; г) продольное аналитическое исследование в эпидемиологии представляет собой длительное динамическое наблюдение. 6. Из представленных вариантов утверждений верными являются следующие: а) при параллельном продольном эпидемиологическом иссле - довании время его проведения и период, за который собира - ется информация, совпадают; б) при параллельном продольном эпидемиологическом иссле - нии изучаемый период времени находится в прошлом; в) при непараллельном продольном эпидемиологическом ис - следовании время его проведения и период, за который со - бирается информация, совпадают; г) при непараллельном продольном эпидемиологическом ис - следовании изучаемый период времени находится в про - шлом. 7. Из представленных вариантов утверждений верными являются следующие: а) сущность проспективного исследования состоит в сравнении групп людей с различными показателями здоровья; б) сущность проспективного исследования состоит в сравнении групп людей, подвергающихся и не подвергающихся влия - нию изучаемого фактора; в) сущность ретроспективного исследования состоит в сравне - нии групп людей с различными показателями здоровья; г) сущность ретроспективного исследования состоит в сравне - нии групп людей, подвергающихся и не подвергающихся влиянию изучаемого фактора. 8. Из представленных вариантов утверждений верными являются следующие: а) при проспективном исследовании движение научного по - иска направлено от состояния здоровья к возможному этио - логическому фактору; б) при проспективном исследовании движение научного по - иска направлено от фактора к здоровью; в) при ретроспективном исследовании движение научного по- иска направлено от состояния здоровья к возможному этио- логическому фактору; г) при ретроспективном исследовании движение научного по- иска направлено от фактора к здоровью. Сформулируйте ответы на вопросы 1. Какова цель проведения аналитического эпидемиологического исследования? 2. Перечислите основные виды исследований при использовании аналитического методического приема. 3. Каким образом подразделяются аналитические эпидемиологические исследования по времени их проведения? 4. В чем состоит сущность поперечного аналитического эпидемиологического исследования? 5. В чем состоит сущность продольного аналитического эпиде - миологического исследования? 6. Что понимают под параллельным продольным эпидемиологическим исследованием? 7. Что понимают под непараллельным продольным эпидемиологическим исследованием? 8. Каким образом подразделяются аналитические эпидемиологические исследования по направлению их проведения? 9. В чем состоит сущность проспективного аналитического эпидемиологического исследования? 10. Каково направление движения научного поиска при исполь - зовании проспективного аналитического эпидемиологическо- го исследования? 11. В чем состоит сущность ретроспективного аналитического эпидемиологического исследования? 12. Каково направление движения научного поиска при исполь - зовании ретроспективного аналитического эпидемиологического исследования? 2.2. Исследование типа «случай-контроль» и когортное исследование При планировании исследований по схеме «случай-контроль» формируется как минимум две группы обследуемых: лица, у которых имеется изучаемое заболевание («случай»), и лица, у которых это заболевание отсутствует («контроль»). Каждая из этих групп должна быть репрезентативной, т.е. опытная группа должна отражать всех больных с данной патологией в изучаемом населении, а контрольная (референс) должна быть равноценной по всем признакам кроме наличия болезни. Затем в каждой из этих групп устанавливается число людей, подвергающихся (экспонированных) и не подвергающихся (неэкспонированных) воздействию оцениваемого фактора, т.е. исследование «случай-контроль» можно считать ретроспективным, направленным от состояния здоровья, к исследуемому фактору (Рис.2).
Рис.2. Схема исследования типа «случай – контроль» Когортное исследование начинаетсяс выделения группы (когорты) лиц, которую затем подразделяют на две подгруппы: подвергающуюся воздействию оцениваемого фактора (экспонированную) и не подвергающуюся такому воздействию (неэкспонированную). Такими подгруппами могут являться население разных территорий и коллективов, либо даже один и тот же коллектив, но рассматриваемый в разные периоды времени. Затем предпринимают наблюдение за обеими подгруппами, учитывая случаи заболеваний, возникших в каждой из них. Когортное исследование можно отнести к проспективному виду исследований, направленному от фактора к здоровью (Рис. 3).
    
КОГОРТА Рис.3. Схема когортного исследования Принципиальная модель исследования типа «случай-конт-роль» и когортного исследования может быть представлена в виде единой четырехпольной таблицы (табл.4), но схема оценки результатов различна. При анализе результатов исследования типа «случай-конт-роль» сравнивают показатели в группах заболевших и оставшихся здоровыми: Таблица 4. Принципиальная модель исследования типа «случай-контроль» и когортного исследования
1) в группе больных – pоп =   ;2) в группе здоровых – pк =  .Если показатель в группе заболевших существенно выше, чем в группе здоровых, можно признать роль оцениваемого фактора в возникновении заболеваний. При этом разница показателей существенна в том случае, если  > 2 (см.раздел 1.5).При анализе результатов когортного исследования сравнивают показатели в группах, подвергшихся и не подвергшихся воздействию оцениваемого фактора: 1) в группе экспонированных – pоп =  ;2) в группе неэкспонированных – pк=  .Если показатель в группе подвергшихся воздействию исследуемого фактора существенно выше, чем в группе неэкспонированных, можно признать роль данного фактора в возникновении заболеваний. При этом разница показателей существенна, если t =  > 2. Пример 15. В детской поликлинике, обслуживающей детей одного из окраинных микрорайонов города, значительно возросло число обращений по поводу аллергозов дыхательных путей. Специалисты, которым было поручено расследование данного явления, в качестве его возможных причин предположили загрязнение воздуха компонентами, выделяющимися в процессе эксплуатации недавно построенного биохимического завода, или повышенные концентрации в атмосфере соединений хрома, которые стали отмечаться сразу после пуска в строй завода по изготовлению огнеупорного кирпича. По результатам проведенного аналитического эпидемиологического исследования оказалось, что в поликлинике, обслуживающей 587 детей, за исследованный период времени аллергические заболевания органов дыхания отмечены у 98 детей. Из них 48 человек проживали в зоне влияния биохимического завода, 39 человек – в зоне влияния завода по производству огнеупорного кирпича, 11 человек – в кварталах, не подверженных влиянию этих двух объектов. Из числа детей, не обращавшихся по поводу аллергических заболеваний органов дыхания, 162 человека проживали в зоне влияния биохимического завода, 138 человек – в зоне влияния завода по производству огнеупорного кирпича, 189 детей – в кварталах, не подвергшихся влиянию предположительных объектов воздействия. Представим данные в виде четырехпольной таблицы (табл.5). Таблица 5. Заболеваемость детей аллергозами дыхательных путей в зоне влияния биохимического завода и завода по производству огнеупорного кирпича (к примеру 15)
Поскольку в нашем примере исследование направлено от здоровья к фактору (ретроспективное), при расчете и оценке показателей воспользуемся методическим приемом типа «случай-контроль» и рассчитаем показатели, характеризующие влияние действующих факторов в группах больных и здоровых детей. pоп =  ; pоп1=  = 0,49; pоп2=  = 0,37;pк=  ; pк1 =  = 0,33; pк2=  = 0,29 ;m =  ;mоп1 =  =  ; mоп2=  ;mк1 =  ; mк2=  ;t =  ;t1 =  ; t2 =  .Разность показателей воздействия (экспонированности), выбросами биохимического завода среди здоровых детей и детей с аллергозами дыхательных путей (t1) превышает среднюю ошибку разности более, чем в 2 раза, следовательно, можно признать роль данного фактора в развитии аллергических заболеваний органов дыхания у детей. Разность показателей воздействия (экспонированности) выбросами в атмосферу соединений хрома за счет эксплуатации завода по производству огнеупорного кирпича, среди здоровых детей и детей с аллергозами дыхательных путей (t2) превышает среднюю ошибку разности менее чем в 2 раза, следовательно, нельзя признать роль данного фактора в развитии аллергических заболеваний органов дыхания у детей. Таким образом, наиболее вероятной причиной повышения заболеваемости детей аллергическими заболеваниями органов дыхания является загрязнение атмосферы компонентами, поступающими в воздух в процессе эксплуатации биохимического завода. Пример 16. В городе N централизованное водоснабжение двух микрорайонов (А и В) осуществлялось речной водой со средним содержанием фтора 0,5 мг/л. Население других микрорайонов пользовалось артезианской водой со средней концентрацией фтора 1,2 мг/л. Заболеваемость кариесом зубов среди населения, потреблявшего речную воду, была примерно в 2-2,5 раза выше, чем у жителей других микрорайонов. После завершения строительства одного из новых микрорайонов (С), обеспечивавшегося артезианской водой, его водопроводную систему закольцевали с водопроводной системой микрорайонов А и В, вследствие чего концентрация фтора в водопроводной воде стала составлять 0,8 мг/л. Через 5 лет после описанной реконструкции в городе N было проведено аналитическое эпидемиологическое исследование с целью изучения влияния изменения концентрации фтора в водопроводной воде на заболеваемость населения кариесом зубов. В статистическую разработку вошли материалы осмотров стоматологом детей, поступающих в 1 класс школ, расположенных на территории А и В (когорта). Контрольная (референс) группа была представлена 836 школьниками, поступающими в 1 класс в текущем году. Основную (опытную) группу составили 948 детей, поступавших в 1 класс в год, предшествовавший году реконструкции водоснабжения. В контрольной группе кариес зубов наблюдался у 274 детей, в основной группе это заболевание было отмечено у 432 человек. |
ольные
доровые (контроль)
одвергающиеся воздействию
е подвергающиеся воздействию
актора риска (неэкспонированные)