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Epidemiology: Study Design and Data Analysis(流行病学:研究设计与数据分析) cover

医学

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Epidemiology: Study Design and Data Analysis(流行病学:研究设计与数据分析)

Mark Woodward

英文原名: Epidemiology: Study Design and Data Analysis

一部讲授流行病学研究统计设计与分析的教材,作者是长期从事队列研究和临床试验的生物统计学家。书中阐明每种研究设计和分析方法背后的原理,并借助真实数据集演示如何计算、解释和报告结果。

需要的基础: 修过流行病学入门和包括回归在内的统计学基础课程;熟悉统计软件会有帮助。

难度等级
高级
学术层次
研究生
epidemiologystudy designbiostatisticsregression modelssurvival analysis教科书

01 / 导读

导读

引用

Woodward, M. (2013). Epidemiology: Study Design and Data Analysis (3rd ed.). Chapman & Hall/CRC.

章节概要

全书共十四章,另有三个附录(本书网站上的资料、统计用表、供习题使用的补充数据集)。每章末尾都有习题。出版社称本书自成体系:先介绍研究设计并回顾标准方法,然后带领读者分析队列研究、病例对照研究和干预研究,并讲到样本量、统计建模、荟萃分析、风险预测和计算密集型方法。

第 1 章:基本问题

开篇一章以 Doll 和 Hill 的工作为案例,提问什么是流行病学。内容包括总体与样本、疾病和危险因素的测量、因果关系、使用常规数据的研究、研究设计概述以及数据分析概述。

第 2 章:基本分析方法

为需要的读者回顾初等统计学:变量类型、表和图、分类变量的推断、定量变量的描述方法、关于均值和非正态数据的推断,以及一致性的度量和诊断试验的评价。

第 3 章:评估危险因素

本章发展标准的关联度量:风险与相对风险、比值与比值比(及如何在二者之间选择)、患病率研究、关联检验、在多个水平上测量的危险因素、归因危险度、率与相对率,以及差值度量。其中包括 Stata 的 EPITAB 命令。

第 4 章:混杂与交互作用

介绍混杂和交互作用的概念,以及识别、评估和处理它们的方法,标准化和 Mantel-Haenszel 方法,以及交互作用的检验。

第 5 章:队列研究

先讲队列研究的设计与分析考虑,然后是队列生命表、Kaplan-Meier 估计、生存概率的比较、竞争风险、人时法和时期-队列分析。

第 6 章:病例对照研究

本章涵盖基本设计与分析、病例和对照的选择、匹配以及匹配研究的分析,还有各种变体,包括巢式病例对照、病例-队列和病例交叉设计。

第 7 章:干预研究

讨论伦理问题和偏倚的避免,然后是平行组、交叉和序贯设计,治疗组的分配,以及把试验作为队列来分析。

第 8 章:样本量的确定

先介绍检验效能,然后讲检验均值、均值之差、比例和相对风险时的样本量,病例对照研究的样本量,以及复杂抽样设计的样本量。

第 9 章:定量结局变量的建模

连续结局的统计模型,从一个解释变量到多个解释变量,模型的建立与检验、一般线性模型、混杂、样条、面板数据和非正态的替代方法。

第 10 章:二分类结局数据的建模

本章说明为什么标准回归不适合二分类结局,并发展 logistic 回归:系数的解释、多元模型、假设检验、混杂与交互作用、定量解释变量、模型检验和测量误差。病例对照研究、多水平结局、纵向数据、二项回归和倾向评分结束本章。

第 11 章:随访数据的建模

生存时间的函数和风险函数的估计引出比例风险模型,包括 Cox 模型和 Weibull 模型,以及模型检验、竞争风险、Poisson 回归和合并 logistic 回归。

第 12 章:荟萃分析

本章讲文献证据的回顾与系统综述、合并的一般方法、异质性、表格数据的合并、个体参与者数据、研究质量、发表偏倚,以及荟萃分析的优点与局限。

第 13 章:风险评分与临床决策规则

本版新增。内容包括由统计模型得到的风险评分、区分度、校准与重新校准、预测的准确性、重新分类、验证、风险评分的呈现以及影响研究。

第 14 章:计算密集型方法

同样是新增的一章。内容包括 bootstrap、bootstrap 置信区间与假设检验、置换检验和缺失值,其中有朴素插补以及单变量和多变量多重插补。

核心概念

第 1–4 章:基础

  • 相对风险与比值比:两个主要的关联度量,并说明如何在二者之间选择(第 3 章)。
  • 混杂与交互作用:第三个因素如何扭曲或修饰关联(第 4 章)。
  • 标准化与 Mantel-Haenszel 方法:调整混杂的方法(第 4 章)。

第 5–8 章:设计

  • Kaplan-Meier 估计与人时法:队列随访的分析(第 5 章)。
  • 匹配与巢式病例对照设计:病例对照方法的变体(第 6 章)。
  • 检验效能与样本量:规划研究所需的规模(第 8 章)。

第 9–14 章:模型与进阶方法

  • Logistic 回归与倾向评分(第 10 章);比例风险模型(第 11 章)。
  • 荟萃分析、异质性与发表偏倚(第 12 章)。
  • 风险评分的区分度与校准(第 13 章)。
  • Bootstrap、置换检验与多重插补(第 14 章)。

评析

优点

  • 在流行病学情境中讲统计学。 作者是生物统计学家,每种设计都配有各自的分析:队列研究、病例对照研究和干预研究各有专章,建模各章则按结局类型(定量、二分类和随访)组织。
  • 内容与时俱进。 第三版增加了风险评分和计算密集型方法两章,以及二项回归、竞争风险、信息准则、倾向评分和样条等小节。
  • 实际支持。 出版社在本书网页上提供真实数据集、SAS 和 Stata 程序以及样本量电子表格,习题也使用 Stata 和 SAS。
  • 评论反应。 Gregory E. Gilbert 在 The American Statistician(2014 年 11 月)中写道,作者文笔极佳,正文中习题丰富。对早期版本的评论称赞其技术难度平易近人,并称只用求和号就描述了相当复杂的模型和分析。

局限

  • 这是方法书,而非第一门流行病学课。 本书重点在定量,关于因果关系和研究逻辑的概念性内容集中在第一章,因此刚接触流行病学的读者需要另配一本概念性教材。
  • 软件选择。 实例程序用 SAS 和 Stata 编写,使用其他软件的读者需要自行转换示例。
  • 模型介绍面广而快。 对早期版本的一篇书评(国际统计学会的 Short Book Reviews)称其对常用模型的介绍是不错但很快的巡览,因此需要深入某一类模型的读者应查阅专门的教材。

在课程中的定位

这是流行病学课程中偏定量、重分析的一本。Gordis 的 Epidemiology、Epidemiology: An Introduction 和 Essential Epidemiology 是概念性的入门教材:它们说明疾病如何测量、研究如何设计、因果关系如何判断,很少或不涉及回归。它们是合适的起点;Woodward 随后补上统计工具。

Modern Epidemiology 是研究生水平的综合参考书,深入处理因果推断和偏倚的定量评估。Woodward 篇幅较短,更直接地联系分析和软件,因此在需要分析数据集时是实用的伙伴,而 Modern Epidemiology 是理论与偏倚方面的下一步。

如何使用本书

本书适合流行病学、公共卫生和医学统计的研究生,以及需要分析队列、病例对照或试验数据的研究者。最好已学过一门流行病学入门课和一门统计学入门课;第 2 章回顾初等统计学,后面各章则假定读者对回归并不完全陌生。

一个实用的读法:

  • 核心: 第 1 章和第 3–7 章,学习设计与关联度量;第 4 章关于混杂的内容是后面建模各章的基础。
  • 分析: 按顺序读第 9–11 章的回归模型,每章都建立在前一章之上。
  • 按需阅读: 规划研究时读第 8 章,做综述时读第 12 章,需要预测和重抽样方法时读第 13–14 章。
  • 练习: 下载数据集和程序,用 Stata 或 SAS 重现书中的实例,并完成每章末尾的习题。