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Epidemiology: Study Design and Data Analysis(流行病學:研究設計與資料分析) cover

醫學

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Epidemiology: Study Design and Data Analysis(流行病學:研究設計與資料分析)

Mark Woodward

英文原名: Epidemiology: Study Design and Data Analysis

一本講授流行病學研究之統計設計與分析的教科書,作者是長年參與世代研究與臨床試驗的生物統計學家。書中說明每種研究設計與分析方法背後的原理,並以真實資料集示範如何計算、詮釋與報告結果。

需要的基礎: 修過流行病學入門與包含迴歸在內的基礎統計;熟悉統計軟體會有幫助。

難度等級
高級
學術層次
研究所
epidemiologystudy designbiostatisticsregression modelssurvival analysis教科書

01 / 導讀

導讀

引用

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

章節概要

全書共十四章,另有三個附錄(本書網站上的資料、統計用表、供習題使用的補充資料集)。每章末尾都有習題。出版社稱本書自成體系:先介紹研究設計並回顧標準方法,然後帶領讀者分析佇列研究、病例對照研究和干預研究,並講到樣本量、統計建模、薈萃分析、風險預測和計算密集型方法。

第 1 章:基本問題

開篇一章以 Doll 和 Hill 的工作為案例,提問什麼是流行病學。內容包括總體與樣本、疾病和危險因素的測量、因果關係、使用常規資料的研究、研究設計概述以及資料分析概述。

第 2 章:基本分析方法

為需要的讀者回顧初等統計學:變數型別、表和圖、分類變數的推斷、定量變數的描述方法、關於均值和非正態資料的推斷,以及一致性的度量和診斷試驗的評價。

第 3 章:評估危險因素

本章發展標準的關聯度量:風險與相對風險、比值與比值比(及如何在二者之間選擇)、患病率研究、關聯檢驗、在多個水平上測量的危險因素、歸因危險度、率與相對率,以及差值度量。其中包括 Stata 的 EPITAB 命令。

第 4 章:混雜與互動作用

介紹混雜和互動作用的概念,以及識別、評估和處理它們的方法,標準化和 Mantel-Haenszel 方法,以及互動作用的檢驗。

第 5 章:佇列研究

先講佇列研究的設計與分析考慮,然後是佇列生命表、Kaplan-Meier 估計、生存機率的比較、競爭風險、人時法和時期-佇列分析。

第 6 章:病例對照研究

本章涵蓋基本設計與分析、病例和對照的選擇、匹配以及匹配研究的分析,還有各種變體,包括巢式病例對照、病例-佇列和病例交叉設計。

第 7 章:干預研究

討論倫理問題和偏倚的避免,然後是平行組、交叉和序貫設計,治療組的分配,以及把試驗作為佇列來分析。

第 8 章:樣本量的確定

先介紹檢驗效能,然後講檢驗均值、均值之差、比例和相對風險時的樣本量,病例對照研究的樣本量,以及複雜抽樣設計的樣本量。

第 9 章:定量結局變數的建模

連續結局的統計模型,從一個解釋變數到多個解釋變數,模型的建立與檢驗、一般線性模型、混雜、樣條、面板資料和非正態的替代方法。

第 10 章:二分類結局資料的建模

本章說明為什麼標準迴歸不適合二分類結局,並發展 logistic 迴歸:係數的解釋、多元模型、假設檢驗、混雜與互動作用、定量解釋變數、模型檢驗和測量誤差。病例對照研究、多水平結局、縱向資料、二項迴歸和傾向評分結束本章。

第 11 章:隨訪資料的建模

生存時間的函式和風險函式的估計引出比例風險模型,包括 Cox 模型和 Weibull 模型,以及模型檢驗、競爭風險、Poisson 迴歸和合並 logistic 迴歸。

第 12 章:薈萃分析

本章講文獻證據的回顧與系統綜述、合併的一般方法、異質性、表格資料的合併、個體參與者資料、研究質量、發表偏倚,以及薈萃分析的優點與侷限。

第 13 章:風險評分與臨床決策規則

本版新增。內容包括由統計模型得到的風險評分、區分度、校準與重新校準、預測的準確性、重新分類、驗證、風險評分的呈現以及影響研究。

第 14 章:計算密集型方法

同樣是新增的一章。內容包括 bootstrap、bootstrap 置信區間與假設檢驗、置換檢驗和缺失值,其中有樸素插補以及單變數和多變數多重插補。

核心概念

第 1–4 章:基礎

  • 相對風險與比值比:兩個主要的關聯度量,並說明如何在二者之間選擇(第 3 章)。
  • 混雜與互動作用:第三個因素如何扭曲或修飾關聯(第 4 章)。
  • 標準化與 Mantel-Haenszel 方法:調整混雜的方法(第 4 章)。

第 5–8 章:設計

  • Kaplan-Meier 估計與人時法:佇列隨訪的分析(第 5 章)。
  • 匹配與巢式病例對照設計:病例對照方法的變體(第 6 章)。
  • 檢驗效能與樣本量:規劃研究所需的規模(第 8 章)。

第 9–14 章:模型與進階方法

  • Logistic 迴歸與傾向評分(第 10 章);比例風險模型(第 11 章)。
  • 薈萃分析、異質性與發表偏倚(第 12 章)。
  • 風險評分的區分度與校準(第 13 章)。
  • Bootstrap、置換檢驗與多重插補(第 14 章)。

評析

優點

  • 在流行病學情境中講統計學。 作者是生物統計學家,每種設計都配有各自的分析:佇列研究、病例對照研究和干預研究各有專章,建模各章則按結局型別(定量、二分類和隨訪)組織。
  • 內容與時俱進。 第三版增加了風險評分和計算密集型方法兩章,以及二項迴歸、競爭風險、資訊準則、傾向評分和樣條等小節。
  • 實際支援。 出版社在本書網頁上提供真實資料集、SAS 和 Stata 程式以及樣本量電子表格,習題也使用 Stata 和 SAS。
  • 評論反應。 Gregory E. Gilbert 在 The American Statistician(2014 年 11 月)中寫道,作者文筆極佳,正文中習題豐富。對早期版本的評論稱讚其技術難度平易近人,並稱只用求和號就描述了相當複雜的模型和分析。

侷限

  • 這是方法書,而非第一門流行病學課。 本書重點在定量,關於因果關係和研究邏輯的概念性內容集中在第一章,因此剛接觸流行病學的讀者需要另配一本概念性教材。
  • 軟體選擇。 例項程式用 SAS 和 Stata 編寫,使用其他軟體的讀者需要自行轉換示例。
  • 模型介紹面廣而快。 對早期版本的一篇書評(國際統計學會的 Short Book Reviews)稱其對常用模型的介紹是不錯但很快的巡覽,因此需要深入某一類模型的讀者應查閱專門的教材。

在課程中的定位

這是流行病學課程中偏定量、重分析的一本。Gordis 的 Epidemiology、Epidemiology: An Introduction 和 Essential Epidemiology 是概念性的入門教材:它們說明疾病如何測量、研究如何設計、因果關係如何判斷,很少或不涉及迴歸。它們是合適的起點;Woodward 隨後補上統計工具。

Modern Epidemiology 是研究生水平的綜合參考書,深入處理因果推斷和偏倚的定量評估。Woodward 篇幅較短,更直接地聯絡分析和軟體,因此在需要分析資料集時是實用的夥伴,而 Modern Epidemiology 是理論與偏倚方面的下一步。

如何使用本書

本書適合流行病學、公共衛生和醫學統計的研究生,以及需要分析佇列、病例對照或試驗資料的研究者。最好已學過一門流行病學入門課和一門統計學入門課;第 2 章回顧初等統計學,後面各章則假定讀者對迴歸並不完全陌生。

一個實用的讀法:

  • 核心: 第 1 章和第 3–7 章,學習設計與關聯度量;第 4 章關於混雜的內容是後面建模各章的基礎。
  • 分析: 按順序讀第 9–11 章的迴歸模型,每章都建立在前一章之上。
  • 按需閱讀: 規劃研究時讀第 8 章,做綜述時讀第 12 章,需要預測和重抽樣方法時讀第 13–14 章。
  • 練習: 下載資料集和程式,用 Stata 或 SAS 重現書中的例項,並完成每章末尾的習題。