Отношения рисков и отношения шансов: вычисление и интерпретация

Отношение рисков и отношение шансов — это две меры отношения, наиболее часто используемые для выражения связи между бинарным воздействием и бинарным исходом из таблицы 2×2. Отношение рисков сравнивает вероятность (риск) исхода между группами подверженных и неподверженных воздействию; отношение шансов сравнивает шансы. Они совпадают, когда исход редок, но расходятся по мере того, как он становится обычным, и правильный выбор и интерпретация этих показателей является постоянным источником путаницы в исследованиях в области здравоохранения.

Definition

Отношение рисков — это риск исхода в группе подверженных воздействию, деленный на риск в группе неподверженных воздействию; отношение шансов — это шансы исхода в группе подверженных воздействию, деленные на шансы в группе неподверженных воздействию, что равно перекрестному произведению ячеек таблицы 2×2. Оба равны единице при отсутствии связи.

Scope

Эта статья охватывает то, как каждая мера вычисляется из четырех ячеек таблицы 2×2, разницу между шансами и риском, почему дизайн исследования диктует, какая мера может быть оценена, условия, при которых отношение шансов аппроксимирует отношение рисков, способы, которыми отношение шансов может быть ошибочно прочитано как отношение рисков для частых исходов, и регрессионные подходы, используемые для непосредственной оценки отношений рисков и распространенности. Она представляет их как меры эффекта для интерпретации доказательств, а не как клинические рекомендации.

Core questions

• Как определяются риск и шансы для бинарного исхода, и чем отличаются их отношения?
• Какие ячейки таблицы 2×2 используются при вычислении каждой меры?
• Почему исследование случай-контроль может оценить отношение шансов, но не отношение рисков напрямую?
• Когда отношение шансов аппроксимирует отношение рисков, и как оно вводит в заблуждение, когда исход обычен?
• Как можно напрямую оценить отношения рисков или распространенности в регрессионном анализе?

Key concepts

• Риск против шансов исхода
• Отношение рисков (относительный риск)
• Отношение шансов как перекрестное произведение 2×2
• Референсное (нулевое) значение, равное единице
• Аппроксимация отношения шансов к отношению рисков для редких исходов
• Завышение отношения шансов для частых исходов
• Дизайн исследования определяет оцениваемую меру
• Лог-биномиальная и модифицированная регрессия Пуассона для отношений рисков/распространенности

Mechanisms

Из таблицы 2×2 с ячейками a (подверженные воздействию случаи), b (подверженные воздействию не-случаи), c (неподверженные воздействию случаи) и d (неподверженные воздействию не-случаи), риск в группе подверженных воздействию составляет a/(a+b), а в группе неподверженных воздействию — c/(c+d), поэтому отношение рисков равно [a/(a+b)] ÷ [c/(c+d)]. Шансы быть случаем составляют a/b в группе подверженных воздействию и c/d в группе неподверженных воздействию, поэтому отношение шансов равно (a/b) ÷ (c/d) = ad/bc, перекрестное произведение. Поскольку исследование случай-контроль фиксирует количество случаев и не-случаев путем выборки, оно не может оценить базовые риски и поэтому сообщает отношение шансов, которое по своей симметрии все еще оценивает отношение шансов заболевания; когортные и поперечные исследования могут оценивать риски (или распространенность) напрямую и поэтому могут сообщать отношения рисков или распространенности. Когда исход редок, шансы и риск близки, поэтому отношение шансов аппроксимирует отношение рисков; когда исход обычен, отношение шансов находится дальше от единицы, чем отношение рисков, поэтому чтение его как относительного риска переоценивает эффект. Для получения отношения рисков или распространенности непосредственно из скорректированных анализов используются лог-биномиальная регрессия и модифицированный подход Пуассона (с робастной дисперсией) вместо логистической регрессии.

Clinical relevance

Отношения рисков и отношения шансов являются одними из наиболее часто сообщаемых чисел в литературе по здравоохранению, и путаница одного с другим может существенно исказить понимание результата, поэтому их интерпретация в свете того, насколько распространен исход и как было разработано исследование, имеет решающее значение для оценки доказательств. Эти меры количественно оценивают ассоциации для интерпретации исследований и не являются основой для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Epidemiology

Выбор меры зависит от дизайна: исследования случай-контроль дают отношения шансов, когортные исследования дают отношения рисков или частот, а поперечные исследования дают отношения распространенности или шансов. Поскольку логистическая регрессия возвращает отношения шансов даже при частых исходах, методологическая литература подчеркивает прямую оценку отношений рисков и распространенности с помощью лог-биномиальных и модифицированных моделей Пуассона, чтобы избежать завышения эффектов.

History

Аргумент Корнфилда 1951 года установил, что отношения шансов в исследованиях случай-контроль оценивают отношение шансов заболевания и аппроксимируют относительный риск для редких исходов, что закрепило использование отношения шансов. По мере распространения логистической регрессии литература конца 1990-х годов (Дэвис и коллеги; Чжан и Ю) вернулась к проблеме ошибочного прочтения отношений шансов как относительных рисков для частых исходов, а последующие работы (Баррос и Хираката; Цзоу) разработали регрессионные методы, которые напрямую оценивают отношения рисков и распространенности, с последующими рекомендациями по представлению отношений шансов как правдоподобных относительных рисков.

Debates

Сообщение отношений шансов для частых исходов

Для частых исходов отношение шансов превышает отношение рисков по величине, поэтому сообщение отношений шансов логистической регрессии так, как если бы они были относительными рисками, преувеличивает эффекты; комментаторы рекомендуют либо прямую оценку отношений рисков/распространенности, либо явное преобразование, в то время как другие защищают математические свойства отношения шансов.

Key figures

• Jerome Cornfield
• Kenneth Rothman
• Sander Greenland
• Jun Zhang
• Guangyong Zou

Seminal works

• davies-1998
• zhang-yu-1998
• zou-2004

Frequently asked questions

В чем разница между отношением рисков и отношением шансов?

Отношение рисков сравнивает вероятность исхода между группами, в то время как отношение шансов сравнивает шансы; они близки, когда исход редок, но отношение шансов находится дальше от единицы, чем отношение рисков, когда исход обычен.

Почему исследования случай-контроль сообщают отношения шансов, а не отношения рисков?

Поскольку исследование случай-контроль фиксирует, сколько случаев и не-случаев отобрано, оно не может оценить базовые риски, поэтому оно сообщает отношение шансов, которое все еще может быть вычислено из таблицы и оценивает интересующую ассоциацию.

Как я могу напрямую оценить отношение рисков в скорректированном анализе?

Лог-биномиальная регрессия и модифицированный подход Пуассона с робастной дисперсией напрямую оценивают отношения рисков или распространенности, избегая завышения отношения шансов, которое логистическая регрессия производит, когда исход обычен.