ตัวแปรกวน, อคติ และความสมเหตุสมผลของการศึกษา

ส่วนนี้รวบรวมแนวคิดที่นักระบาดวิทยาใช้ในการตัดสินว่าความสัมพันธ์ระหว่างการสัมผัสและผลลัพธ์ที่สังเกตได้นั้นสะท้อนถึงผลกระทบที่แท้จริงหรือเป็นสิ่งประดิษฐ์ โดยจะแยกความแตกต่างระหว่างความคลาดเคลื่อนที่เป็นระบบ (systematic error) ได้แก่ ตัวแปรกวน (confounding), อคติจากการคัดเลือก (selection bias) และอคติจากข้อมูล (information bias) ออกจากความคลาดเคลื่อนแบบสุ่ม (random error) และกำหนดผลลัพธ์ในแง่ของความสมเหตุสมผลภายใน (internal validity) (การประมาณค่าถูกต้องสำหรับประชากรที่ศึกษาหรือไม่?) และแนวคิดที่เกี่ยวข้องกับการปรับเปลี่ยนผลกระทบ (effect modification) (ผลกระทบแตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่มย่อยหรือไม่?)

Definition

ตัวแปรกวน, อคติ และความสมเหตุสมผลของการศึกษา ร่วมกันเป็นกรอบการทำงานที่ระบาดวิทยาใช้ในการประเมินว่าความสัมพันธ์ที่วัดได้เป็นการประมาณค่าที่ถูกต้องของผลกระทบเชิงสาเหตุหรือไม่ โดยแยกความคลาดเคลื่อนที่เป็นระบบ (ตัวแปรกวน, อคติจากการคัดเลือก, อคติจากข้อมูล) ออกจากความคลาดเคลื่อนแบบสุ่ม และจากการเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงของผลกระทบในแต่ละกลุ่มย่อย (การปรับเปลี่ยนผลกระทบ)

Scope

ส่วนนี้เป็นภาพรวมเชิงแนวทางของภัยคุกคามต่อความสมเหตุสมผลในการศึกษาทางระบาดวิทยาและคำศัพท์ที่ใช้ในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับภัยคุกคามเหล่านั้น โดยเชื่อมโยงรายการหัวข้อโดยละเอียดเกี่ยวกับตัวแปรกวน, อคติจากการคัดเลือก, อคติจากข้อมูล, การปรับเปลี่ยนผลกระทบและการมีปฏิสัมพันธ์, และความสมเหตุสมผลภายใน เป็นข้อมูลอ้างอิงทางระเบียบวิธีวิจัยและไม่ได้ให้คำแนะนำทางคลินิกหรือการรักษาเฉพาะบุคคล

Sub-topics

• Confounding
• Effect Modification and Interaction
• Information Bias
• Internal Validity
• Selection Bias

Core questions

• ความสัมพันธ์ที่สังเกตได้อธิบายได้ด้วยสาเหตุร่วมของการสัมผัสและผลลัพธ์หรือไม่ (ตัวแปรกวน)?
• วิธีการที่ผู้เข้าร่วมเข้าหรืออยู่ในการศึกษาบิดเบือนความสัมพันธ์หรือไม่ (อคติจากการคัดเลือก)?
• การสัมผัสหรือผลลัพธ์ถูกวัดหรือรายงานแตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่มหรือไม่ (อคติจากข้อมูล)?
• ผลกระทบแตกต่างกันอย่างแท้จริงในแต่ละกลุ่มย่อยหรือไม่ (การปรับเปลี่ยนผลกระทบ) และแตกต่างจากตัวแปรกวนหรือไม่?
• โดยรวมแล้ว การประมาณค่ามีความสมเหตุสมผลภายในสำหรับประชากรที่ศึกษาจริงหรือไม่?

Key concepts

• ความคลาดเคลื่อนที่เป็นระบบเทียบกับความคลาดเคลื่อนแบบสุ่ม
• ตัวแปรกวน
• อคติจากการคัดเลือก
• อคติจากข้อมูล (การวัด)
• การปรับเปลี่ยนผลกระทบและการมีปฏิสัมพันธ์
• ความสมเหตุสมผลภายใน
• ความสมเหตุสมผลภายนอก (ความสามารถในการสรุปผล)
• แผนภาพเชิงสาเหตุ (DAGs)

Mechanisms

ความสัมพันธ์ที่วัดได้อาจแตกต่างจากผลกระทบเชิงสาเหตุที่แท้จริงได้ด้วยเหตุผลหลายประการ ตัวแปรกวนเกิดขึ้นเมื่อปัจจัยที่สามเป็นสาเหตุร่วมของการสัมผัสและผลลัพธ์ ทำให้ผลกระทบของปัจจัยนั้นปะปนกับผลกระทบที่กำลังศึกษา อคติจากการคัดเลือกเกิดขึ้นเมื่อขั้นตอนที่นำผู้เข้าร่วมการศึกษาเข้าสู่การวิเคราะห์ และคงอยู่ในนั้น ขึ้นอยู่กับการสัมผัสและผลลัพธ์ร่วมกัน ทำให้ความสัมพันธ์ในตัวอย่างที่วิเคราะห์บิดเบือนไป อคติจากข้อมูลเกิดขึ้นเมื่อการสัมผัสหรือผลลัพธ์ถูกจำแนกผิดพลาด และการจำแนกผิดพลาดอาจไม่แตกต่างกัน (ทำให้การประมาณค่าเข้าใกล้ค่าว่าง) หรือแตกต่างกัน (ทำให้ค่าเปลี่ยนไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง) ความคลาดเคลื่อนที่เป็นระบบเหล่านี้แยกออกจากความคลาดเคลื่อนแบบสุ่มในเชิงแนวคิด ซึ่งสะท้อนถึงความแปรปรวนของการสุ่มตัวอย่างและสรุปได้ด้วยช่วงความเชื่อมั่น การปรับเปลี่ยนผลกระทบไม่ใช่ความคลาดเคลื่อนเลย: มันอธิบายถึงความแปรปรวนที่แท้จริงของผลกระทบในระดับของตัวแปรที่สาม แผนภาพเชิงสาเหตุ (กราฟระบุทิศทางแบบไม่มีวงจร) ให้ภาษาทั่วไปในการแยกความแตกต่างระหว่างตัวแปรกวนกับอคติจากการคัดเลือก และในการตัดสินใจว่าจะปรับแก้สำหรับอะไร

Clinical relevance

แนวคิดเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประเมินหลักฐานที่เป็นพื้นฐานของความรู้ด้านสุขภาพ ไม่ว่าความสัมพันธ์ที่รายงานระหว่างการสัมผัสกับโรคควรเชื่อถือได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับว่าการศึกษาควบคุมตัวแปรกวนและอคติได้ดีเพียงใด และการประมาณค่ามีความสมเหตุสมผลภายในหรือไม่ ส่วนนี้อธิบายวิธีการตัดสินหลักฐาน ไม่ใช่สิ่งที่แต่ละบุคคลควรทำเกี่ยวกับการวินิจฉัยหรือการรักษา

Epidemiology

การให้เหตุผลเกี่ยวกับตัวแปรกวนและอคติเป็นส่วนหนึ่งของการศึกษาเชิงสังเกตทุกประเภท และถูกรวมอยู่ในมาตรฐานการรายงาน เช่น คำแถลง STROBE ซึ่งขอให้ผู้เขียนอธิบายการจัดการกับภัยคุกคามเหล่านี้ กรอบการทำงานนี้ถูกนำไปใช้กับการออกแบบการศึกษาแบบโคฮอร์ท, การควบคุมกรณี และการศึกษาภาคตัดขวาง และเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ผ่านวิธีการแผนภาพเชิงสาเหตุที่ชัดเจน

Evidence & guidelines

คำแถลง STROBE (von Elm et al., 2007) เป็นแนวทางการรายงานที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวาง ซึ่งกำหนดให้การศึกษาเชิงสังเกตต้องระบุแหล่งที่มาของอคติ, การควบคุมตัวแปรกวน และข้อจำกัดที่มีผลต่อความสมเหตุสมผลภายในและภายนอก

History

คำศัพท์เกี่ยวกับอคติและตัวแปรกวนได้ตกผลึกตลอดศตวรรษที่ 20 เมื่อระบาดวิทยาเชิงสังเกตเติบโตขึ้น โดยอาศัยการถกเถียงเกี่ยวกับการอนุมานเชิงสาเหตุจากข้อมูลที่ไม่ใช่การทดลอง ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 แบบจำลองเชิงสาเหตุที่เป็นทางการ เช่น ผลลัพธ์ที่เป็นไปได้และกราฟระบุทิศทางแบบไม่มีวงจร ได้ให้คำจำกัดความที่แม่นยำซึ่งรวมแนวคิดของตัวแปรกวนและอคติจากการคัดเลือกที่เคยแยกกัน และชี้แจงความแตกต่างจากการปรับเปลี่ยนผลกระทบ

Debates

ตัวแปรกวนและอคติจากการคัดเลือกเป็นปรากฏการณ์เดียวกันหรือสองปรากฏการณ์?

การอธิบายด้วยแผนภาพเชิงสาเหตุแสดงให้เห็นว่าตัวแปรกวน (สาเหตุร่วมของการสัมผัสและผลลัพธ์) และอคติจากการคัดเลือก (การปรับเงื่อนไขตามผลกระทบร่วม หรือตัวชน) มีโครงสร้างที่แตกต่างกัน แม้ว่าทั้งสองจะสร้างความสัมพันธ์ที่ไม่ใช่เชิงสาเหตุ; การรักษาแบบคลาสสิกบางอย่างจัดกลุ่มทั้งสองอย่างหลวมๆ มากกว่า

Key figures

• Sander Greenland
• James Robins
• Judea Pearl
• Kenneth Rothman
• Miguel Hernán

Seminal works

• greenland-pearl-robins-1999
• grimes-schulz-2002-bias
• delgado-rodriguez-2004

Frequently asked questions

ความแตกต่างระหว่างอคติกับตัวแปรกวนคืออะไร?

ทั้งสองเป็นความคลาดเคลื่อนที่เป็นระบบ แต่ตัวแปรกวนคือการปะปนของผลกระทบจากสาเหตุร่วมของการสัมผัสและผลลัพธ์ ในขณะที่อคติในที่นี้หมายถึงการบิดเบือนที่เกิดจากวิธีการคัดเลือกผู้เข้าร่วม (อคติจากการคัดเลือก) หรือวิธีการวัดตัวแปร (อคติจากข้อมูล)

การปรับเปลี่ยนผลกระทบเป็นประเภทหนึ่งของอคติหรือไม่?

ไม่ การปรับเปลี่ยนผลกระทบอธิบายถึงความแปรปรวนที่แท้จริงของผลกระทบในแต่ละกลุ่มย่อย; เป็นลักษณะเฉพาะของความสัมพันธ์ที่กำลังศึกษา ไม่ใช่ความคลาดเคลื่อนที่ต้องกำจัดออกไปเหมือนตัวแปรกวนหรืออคติ