111 高普考高考三級 衛生行政 流行病學 考古題詳解
第 一 題25 分
某研究團隊欲評估 B 型肝炎帶原者與肝癌發生的相關性,蒐集 280 名肝癌病患及 278 名正常對照組,檢驗其 B 型肝炎帶原情形。結果發現,280 名肝癌患者中,250 名有 B 型肝炎帶原;278 名正常對照組個案中,20 名有 B 型肝炎帶原。
請說明此研究採用的研究設計為何?請說明此種研究設計方法的優點、缺點及可能產生的偏差為何?
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核心觀念
本題比較「已罹患肝癌者」與「未罹患肝癌者」過去的 B 型肝炎帶原情形,屬於:
病例對照研究(case-control study)
其研究方向是由疾病結果回溯探討暴露因素:
病例對照研究先依研究對象是否罹患疾病分組,再比較兩組過去暴露於危險因子的比例,適合研究潛伏期長、發生率低或病因尚未明確的疾病。
本題資料可整理如下:
| B 型肝炎帶原 | 非 B 型肝炎帶原 | 合計 | |
|---|---|---|---|
| 肝癌病例 | 250 | 30 | 280 |
| 正常對照 | 20 | 258 | 278 |
其中:
- 病例組暴露比例:
- 對照組暴露比例:
病例組的 B 型肝炎帶原比例明顯高於對照組,顯示 B 型肝炎帶原與肝癌具有高度相關性。
病例對照研究主要估計勝算比(odds ratio, OR):
代入本題數值:
因此,病例組具有 B 型肝炎帶原的勝算約為對照組的 倍。此數值表示高度正相關,但單憑觀察性研究仍不能直接證明因果關係。
解題方法
判斷研究設計時,應先觀察研究者的分組依據:
- 研究者先蒐集 280 名肝癌病患,代表「病例」。
- 再蒐集 278 名正常對照組,代表「對照」。
- 最後檢驗兩組過去是否為 B 型肝炎帶原者。
- 研究重點是比較病例組與對照組的暴露比例。
因此,這不是世代研究,也不是橫斷面研究,而是由疾病狀態出發、回溯暴露史的病例對照研究。
病例對照研究通常使用下列方式衡量暴露與疾病的關聯:
本題中:
因此:
當疾病發生率很低時,OR 可近似相對危險度(relative risk, RR);但本題未提供研究母群體中的疾病發生率,不能直接計算 RR、發生率、相對危險度及歸因危險度。
研究設計的優點
一、適合研究罕見疾病
肝癌相較於一般人口中的非肝癌狀態屬於發生率較低的疾病。病例對照研究直接收集肝癌病例,不需要長期追蹤大量一般人口,因此研究效率較高。
二、研究時間及經費成本較低
研究者不必從尚未罹病的人開始追蹤多年,只要選取病例與適當對照,再調查過去的 B 型肝炎帶原情形,即可完成初步分析。
三、適合研究潛伏期長的疾病
慢性 B 型肝炎感染至肝癌發生可能相隔多年。病例對照研究能回溯長時間以前的暴露資料,適合探討此類疾病的病因。
四、可同時探討多種暴露因素
除 B 型肝炎帶原外,同一研究也能調查酒精使用、肝硬化、丙型肝炎感染、家族史、飲食、吸菸等多項可能危險因子。
五、所需樣本數通常較少
研究者可依病例數選取適當數量的對照,不需要等待自然發生足夠的病例,因此在資源有限時較具實用性。
六、適合產生病因假說
本題所觀察到的高 OR,可支持「B 型肝炎帶原可能與肝癌發生有關」的病因假說,作為後續世代研究或介入研究的基礎。
研究設計的缺點
一、不能直接計算疾病發生率及相對危險度
病例對照研究中的病例與對照人數是研究者預先選取的,並非依照母群體自然發生的比例取得。因此不能直接由本題資料計算肝癌發生率或 RR。
本題可以計算 OR:
但不能將 直接稱為肝癌發生風險增加 倍。
二、容易產生選擇偏差
病例與對照若未來自同一個來源母群體,兩組的暴露機會可能不同,導致關聯性被高估或低估。
本題的「正常對照組」若只是方便取樣,例如來自健康檢查者、醫院工作人員或不同地區居民,其 B 型肝炎帶原率可能與產生病例的母群體不同,造成研究結果失真。
三、暴露資料可能不完整
病例對照研究常需回溯過去的暴露情形。若暴露資料依賴病歷、訪談或受試者記憶,可能出現遺漏資料、資料不一致或分類錯誤。
本題的 B 型肝炎帶原情形若由血清檢驗判定,資訊偏差會比單純問卷回憶小;但若檢驗是在肝癌發生後才進行,仍須注意疾病、治療或免疫狀態對檢驗結果的影響。
四、難以確認暴露與疾病的時間順序
病例對照研究通常回溯暴露,若暴露測量時間不清楚,難以判斷 B 型肝炎帶原是否早於肝癌發生。就本題而言,若能證明帶原狀態早於肝癌出現,因果推論會較為合理。
第 二 題25 分
某研究人員欲比較甲、乙兩個地區的死亡率,得到全年齡及年齡別死亡率如下表所示。該研究人員根據全年齡死亡率,指出乙地區的死亡率高於甲地區的死亡率。
試述此結論是否適當?並說明此研究人員應採取哪些作法,才能得到正確的結論。另請說明不同作法其適用的情形。
年齡別死亡率資料如下:
| 年齡別(歲) | 甲地區人口數 | 甲地區死亡數 | 甲地區每十萬人死亡率 | 乙地區人口數 | 乙地區死亡數 | 乙地區每十萬人死亡率 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 全年齡 | 1,000,000 | 死亡數 | 1,000,000 | 死亡數 | 128.2 | |
| 20–39 | 400,000 | 98.8 | 300,000 | |||
| 40–59 | 400,000 | 988 | 10 | 300,000 | 1,282 | 11 |
| 60–79 | 150,000 | 40 | 90 | 250,000 | 33 | 94 |
| 80+ | 50,000 | 360 | 250 | 150,000 | 282 | 226 |
| 合計/擷取文字所列數值 | 375、213 | 426 | 565、402 | 268 |
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核心觀念
本題考查:
- 粗死亡率與年齡別死亡率的差異。
- 年齡結構不同造成的混雜偏差。
- 年齡標準化死亡率,包括:
- 直接標準化法(direct standardization)
- 間接標準化法(indirect standardization)
- 史特拉蒂分層比較(stratified comparison)。
粗死亡率公式為:
甲、乙兩地人口數相同,但年齡結構不同,因此不能僅依粗死亡率判定兩地死亡風險高低。
一、原結論是否適當
研究人員依全年齡死亡率認為乙地區死亡率高於甲地區,結論不適當。
甲地區粗死亡率:
乙地區粗死亡率:
表面上乙地區死亡率較高,但乙地區高齡人口比例較高:
- 甲地區 60 歲以上人口:,占
- 乙地區 60 歲以上人口:,占
由於高齡者本身死亡率較高,乙地區較高的粗死亡率可能主要是年齡結構較老所造成,而非乙地區各年齡層的死亡風險都較高。
實際比較年齡別死亡率可見:
| 年齡別 | 甲地區 | 乙地區 | 較高者 |
|---|---|---|---|
| 20–39 歲 | 10 | 11 | 乙 |
| 40–59 歲 | 90 | 94 | 乙 |
| 60–79 歲 | 250 | 226 | 甲 |
| 80 歲以上 | 426 | 268 | 甲 |
因此,粗死亡率受到年齡分布影響,不能直接代表兩地經年齡調整後的死亡風險。
二、作法一:年齡別死亡率分層比較
最基本的作法是分別比較各年齡層死亡率,避免不同年齡結構造成混雜。
本題結果為:
- 20–39 歲及 40–59 歲:乙地區死亡率高於甲地區。
- 60–79 歲及 80 歲以上:甲地區死亡率高於乙地區。
若研究目的在於瞭解特定年齡層的死亡風險,直接報告年齡別死亡率最合適;也可進一步計算各年齡層死亡率比或死亡率差。
例如,20–39 歲死亡率比為:
表示乙地區約為甲地區的 倍。
此方法適用於:
- 各年齡層樣本數足夠。
- 研究者關心不同年齡層的具體差異。
- 年齡層數量不多,且分層結果容易解釋。
缺點是年齡層過多時,結果較零散;若某些年齡層死亡數很少,死亡率會不穩定。
三、作法二:直接年齡標準化法
1. 方法
選定一個共同的標準人口,將甲、乙兩地各年齡別死亡率套用於相同的年齡人口結構,再計算標準化死亡率。
公式為:
本題可採甲、乙兩地合併人口作為標準人口:
| 年齡別 | 合併標準人口 | 占標準人口比例 |
|---|---|---|
| 20–39 | 700,000 | 0.35 |
| 40–59 | 700,000 | 0.35 |
| 60–79 | 400,000 | 0.20 |
| 80 歲以上 | 200,000 | 0.10 |
2. 甲地區標準化死亡率
甲地區直接標準化死亡率為:
3. 乙地區標準化死亡率
乙地區直接標準化死亡率為:
4. 標準化後結論
在相同年齡結構下:
因此,經年齡標準化後,甲地區死亡率高於乙地區,與原先依粗死亡率所得的結論相反。
直接標準化法適用於:
第 三 題25 分
某世代研究得到結果如下表,請說明下表結果是何原因造成?並說明應如何克服此原因所造成的影響。
| 全部:有吸菸 | 全部:無吸菸 | 男性:有吸菸 | 男性:無吸菸 | 女性:有吸菸 | 女性:無吸菸 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 肺癌:有 | 100 | 112 | 97 | 97 | 3 | 15 |
| 肺癌:無 | 900 | 1,888 | 653 | 653 | 247 | 1,235 |
| 小計 | 1,000 | 2,000 | 750 | 750 | 250 | 1,250 |
| 累積發生率比 | 1.79 | 1.0 | 1.0 |
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核心觀念
本題考查「混雜(confounding)」與「分層分析」的判讀。
研究比較吸菸者與不吸菸者之肺癌累積發生率比:
性別是本題的混雜因子,因為:
- 性別與吸菸情形有關:男性吸菸者比例較高。
- 性別與肺癌發生率有關:男性與女性的肺癌基準發生率不同。
- 性別不是吸菸造成肺癌的中介變項。
解題方法與計算
一、未分層分析
全部人口中:
吸菸者肺癌累積發生率為:
不吸菸者肺癌累積發生率為:
因此,粗累積發生率比為:
若只看粗資料,會誤以為吸菸者肺癌發生率是不吸菸者的 倍。
二、依性別分層分析
男性
男性吸菸者:
男性不吸菸者:
所以:
女性
女性吸菸者:
女性不吸菸者:
所以:
男性與女性的分層相對危險度均為 ,顯示在相同性別內,吸菸與肺癌發生並無關聯。
結果原因
本題的粗分析結果 ,是由性別分布不均所造成的混雜偏差,也可視為一種 Simpson’s paradox。
男性本身的肺癌基準發生率較高,而且男性較集中於吸菸組;女性本身的肺癌發生率較低,而且女性較集中於不吸菸組。因此,吸菸組因含有較多高肺癌基準風險的男性,不吸菸組因含有較多低肺癌基準風險的女性,導致兩組合併後出現虛假的正相關。
第 四 題25 分
某團隊欲進行一項隨機臨床試驗,請說明此研究設計需考慮哪些因素,以減少偏差的發生?
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核心觀念
本題考查隨機臨床試驗(randomized controlled trial, RCT)如何透過研究設計與執行,降低系統性偏差(systematic error),以提高內在效度。
RCT 的主要偏差包括:
- 選擇偏差(selection bias):受試者進入各組的機會不相等,造成組別在介入前即存在差異。
- 混雜偏差(confounding):第三變項同時與介入及結果相關,扭曲介入效果。
- 執行偏差(performance bias):各組接受的照護、共同介入或行為不同。
- 測量偏差/偵測偏差(measurement or detection bias):結果評估受研究組別或研究假設影響。
- 失訪偏差(attrition bias):各組失訪比例或失訪原因不同,導致分析樣本與原始隨機分派族群不一致。
- 報告偏差(reporting bias):只報告有利或達統計顯著的結果。
- 隨機誤差(random error):樣本數不足造成估計值不穩定,可透過適當樣本數與統計效力加以降低。
隨機分派主要用於平衡已知與未知的混雜因子;盲法、標準化流程與完整追蹤則分別用於降低執行、測量及失訪相關偏差。
解題方法
本題宜依照臨床試驗的研究流程作答:
各階段均須設計控制措施,才能完整降低偏差。
一、研究對象與納入方式
- 明確訂定納入標準與排除標準,避免研究者依主觀判斷選取受試者。
- 研究對象應具有代表性,並評估結果是否能推論至目標族群。
- 在分派前完成基線資料收集,避免因知道分派結果而改變納入決策。
- 預先訂定招募流程,所有符合條件者依一致程序接受評估。
- 研究對象應簽署知情同意書,並清楚說明介入措施、對照措施、可能風險及退出權利。
二、適當的隨機分派
隨機分派是 RCT 的核心,目的在於使各組在介入前具有可比性,降低選擇偏差與混雜偏差。
可採用:
- 簡單隨機分派(simple randomization)
- 區集隨機分派(block randomization),維持各組人數平衡
- 分層隨機分派(stratified randomization),針對年齡、性別、疾病嚴重度等重要預後因子進行平衡
- 群集隨機分派(cluster randomization),適用於以醫院、學校或社區為分派單位的研究
隨機序列應由獨立人員使用電腦亂數產生,避免研究者依病情、性別或預後判斷決定受試者所屬組別。
三、分派隱蔽(allocation concealment)
分派隱蔽是指在受試者正式納入前,負責招募者無法預知下一位受試者將被分派至哪一組。
常見方法包括:
- 中央隨機分派系統
- 電話或網路隨機分派
- 依序編號、不可透視且密封的信封
- 由與招募工作無關的第三者保管分派序列
分派隱蔽與盲法不同:
- 分派隱蔽:發生在受試者納入與分派時,防止研究者操控入組。
- 盲法:發生在介入、照護、結果評估或分析階段,防止研究參與者因知悉組別而改變行為或判斷。
四、設置合適的對照組
應依研究目的選擇適當對照組,例如:
- 安慰劑對照
- 標準治療對照
- 未接受介入對照
- 主動治療對照
對照組與實驗組除主要介入不同外,其他照護條件應盡量一致,包括回診頻率、衛教內容、檢查項目與追蹤時間。
安慰劑應在外觀、味道、使用方式及給藥頻率上盡量與研究介入一致,以降低受試者及研究人員辨識組別的機會。
五、採用盲法
盲法可降低執行偏差與測量偏差。依盲法對象可分為:
- 受試者盲法:受試者不知道所接受的組別。
- 研究人員盲法:負責介入或照護的人員不知道組別。
- 結果評估者盲法:判定疾病、症狀或影像結果的人員不知道組別。
- 統計分析者盲法:分析資料的人員在分析時不知道各代碼所代表的實際組別。
若介入措施無法對受試者或執行者盲化,仍應盡量使結果評估者及統計分析者盲化,並採用客觀、標準化的結果指標。
六、標準化介入與共同照護
研究計畫書應事先明定:
- 介入內容、劑量、頻率與持續時間
- 執行人員的資格與訓練
- 介入操作流程
- 允許與禁止的共同治療
- 受試者遵從性評估方式
- 不良事件的處理原則
各組除研究介入外,應接受相同的基本照護,以避免共同介入不同所造成的執行偏差。