Систематическая ошибка

  План:

1.   Введение

2.   Разновидности систематических ошибок

3.   Случайные и систематические ошибки

4.   Ошибок теория

5.   Вмешивающиеся факторы

6.   Методы контроля над систематическими ошибками

7.   Заключение

8.   Литература

1.      Введение

Систематическая ошибка

Систематической ошибкой (СО, смещением, bias, англ.) называют смещение среднего результата измерения по отношению к истинной величине . Например, из-за особенностей применяемых реагентов разные способы измерения концентрации отдельных веществ в крови (например, тропонина или глюкозы) дают несколько различные результаты.

Всякое отклонение выводов от истины или процесс, приводящий к подобному отклонению, называют СО. Так же обозначают любое уклонение (искажение) в сборе, анализе, интерпретации, публикации или обзоре данных, ведущее к выводам, которые систематически отличаются от истины . Основные механизмы возникновения смещений следующие.

1. Систематическое (одностороннее) отклонение результатов измерений от истинных величин (СО в узком смысле, «СО измерения»).

2. Отклонение суммарных статистических оценок (средних, частот, мер связи и т.д.) от их истинных значений в результате систематического отклонения результатов измерений, других погрешностей в сборе данных или погрешностей в дизайне исследования, анализе данных.

3. Отклонения выводов от истины в связи с недостатками дизайна исследования, сбора данных, анализа или интерпретации результатов.

4. Тенденция процедур (в дизайне исследования, при сборе данных, анализе, интерпретации, обзоре или публикации результатов) давать результаты или выводы, отклоняющиеся от истины.

5. Предубеждения, заставляющие сознательно или неосознанно выбирать такие процедуры исследования, которые ведут к отклонению от истины в определенном направлении или к односторонней интерпретации результатов.

Исследователи стремятся получать в исследованиях несмещенные оценки, но это не всегда возможно, и в таком случае исследователь должен оценивать возможную величину смещения. Термин СО (смещение) не обязательно предполагает обвинения в предубежденности или наличии другого субъективного фактора, такого как желание получить определенный результат. Смещённая оценка может быть лишь следствием несовершенства дизайна исследования или какого-то его элемента.

2.      Разновидности систематических ошибок

Описано множество разновидностей СО. Приводимый ниже список неполон. Он предназначен для того, чтобы проиллюстрировать разнообразие на примерах наиболее изученных и распространенных СО. Назвать какие-то СО более важными нельзя, потому, что появление в исследовании любой из них может приводить к серьезным последствиям, таким как обнаружение преимущества нового метода лечения перед старым или, наоборот, невозможность выявить важное преимущество одного способа лечения или диагностики перед другим.

Незнание возможных СО может приводить к ошибкам (или подталкивать к умышленному использованию этих СО ), а потому СО надо учиться распознавать даже тем, кто не собирается проводить исследования. Умышленные или неумышленные смещения в оценках методов диагностики и лечения — основная причина, по которой некоторые бесполезные методы считаются полезными, а полезные методы не используются, поскольку оцениваются как бесполезные или вредные.

Ошибки выборки

СО выборки (sampling bias) — СО, возникающая в результате изучения неслучайной выборки. Ее не следует путать с ошибкой выборки (sampling error), которая является частью общей ошибки оценки параметра, возникающей из-за случайного характера выборки. Ошибка выборки случайна, она возникает как проявление того, что каждая случайная выборка из популяции отличается (вариабельность выборочных результатов, sampling variation).

Ошибка обращаемости (ascertainment bias) — СО, связанная с включением в исследуемую выборку лиц или случаев, не представляющих равным образом все классы (подгруппы) популяции. Причины этой СО разнообразны. Это может быть особенность источника, откуда поступают обследуемые лица, например, поликлиника завода (в результате выборка не будет отражать состояние здоровья населения). Это может быть способ выявления людей, их особенностей, в частности диагнозов, на который могут влиять обычаи и культура. 

СО отбора (selection bias) — ошибка, вызванная систематическими различиями характеристик у тех, кто принимает участие в исследовании и теми, кто в нем не участвует. Такая ошибка возникает в исследовании, в которое включают только добровольцев (они отличны от тех, кто не пожелал участвовать) или только госпитализированных пациентов, находящихся под наблюдением врача (исключены те, кто умер до госпитализации из-за тяжелого течения заболевания, и те, кто еще недостаточно болен для того, чтобы нуждаться в госпитализации, и те, кто из-за стоимости лечения или расстояния не был госпитализирован). В результате СО отбора могут возникать ложные связи и замаскировываться реально существующие. СО отбора — очень частая проблема, многообразная в своих проявлениях.

СО отклика (response bias) — СО, вызванная различиями в характеристиках тех, кто добровольно вызвался принять участие в исследовании, и тех, кто отказался.

СО вследствие выбывания из исследования (bias due to withdrawals) — СО, возникающая вследствие различия между величинами истинными и величинами, полученными в исследовании, в результате особенных характеристик участников, вышедших из исследования. Например, при изучении катамнеза не удается найти часть больных. Изучение характеристик только тех, кого удалось найти, может давать искаженное представление даже о таких показателях, как смертность.

СО серии вскрытий (bias in autopsy series) — СО в оценке патологоанатомической картины, возникающая в результате того, что вскрытые умершие являются нерандомизированной выборкой из всех смертных случаев. Например, при анализе текущих результатов патологоанатомических вскрытий нельзя не учитывать, что патологоанатомы изучают только половину умерших. Возможно, что в «невидимой» половине и структура причин смерти, и частота расхождений с клиническим диагнозом иные.

СО распределения пациентов (allocation bias) — в экспериментальных исследованиях методов лечения возможно неравное распределение пациентов между сравниваемыми группами, в результате, например, сравнивается частота или скорость выздоровления у «легких» больных, получающих новое вмешательство, с  аналогичными признаками у более тяжелых б ольных, получающих стандартное лечение.

Ошибки измерения

СО инструментального измерения (bias due to instrumental error) — СО, возникающая вследствие недостатка измерительного прибора, дефектов его калибровки, использования недоброкачественных реактивов, неправильных технологий измерения и т.д.

Феномен предпочтения чисел (digit preference) — предпочтение определенных чисел, обычно приводящее к округлению измерений. Округление может производиться до ближайшего целого числа, дробного числа, кратного 5 или 10, а при других единицах измерения — соответственно им, например, при измерении неделями — 7, 14 дней, при оценке интенсивности курения – до 20 (пачки, Рис. 2) и т.д. Предпочтение чисел может быть свойством лица, отвечающего на вопросы в обследовании, или формой ошибки наблюдателя. Например, курильщики на вопрос о количестве выкуриваемых сигарет бессознательно округляют до 5, так же поступают обычно врачи, регистрируя результаты измерения артериального давления.

Рис. 2. Распределение курильщиков (ордината, %) по числу выкуриваемых в день сигарет. Данные любезно предоставлены Я. Балабановой.

СО представления данных (bias in the presentation of data) — ошибка в результате неоднородностей, вызванных предпочтением чисел, неполнотой данных, некачественными лабораторными процессами, плохими методами измерения.

СО информации (information bias, син.: observational bias — СО наблюдения) — в результате погрешностей в процедуре наблюдения или оценки в сравниваемых группах могут возникать разные ошибки, и, соответственно, может возникнуть (или быть скрыто) различие между группами или зависимость.

СО интервьюера (interviewer bias) — СО, возникающая, когда человек, проводящий опрос, подсознательно или сознательно избирательно регистрирует неполную или искаженную информацию . Это может быть следствием того, что интервьюер не владеет языком опрашиваемых, имеет предрассудки, а также иными причинами.

СО наблюдателя (observer bias) — систематическое различие истинных значений и наблюдаемых результатов, из-за ошибки наблюдателя. Человек не только использует инструменты, но и сам в жизни и в исследовании выступает как инструмент в оценке времени, определении момента возникновения явления, наличия явления (например, тени, осадка, кристаллов). В этом качестве человек дает результаты, в которых обязательно присутствует случайная ошибка. Последнюю называют ошибкой наблюдателя (observer variation, observer error). Наличие ошибки наблюдателя часто недооценивается. Между тем, общее правило гласит, что все наблюдения подвержены вариациям, и всегда следует ожидать, что будут иметься расхождения между повторными наблюдениями одного исследователя и расхождения между исследователями.

Вариации можно уменьшить, но полностью их избежать невозможно. Причины ошибок наблюдателя бесконечны. Исследователь может не заметить отклонение или думать, что обнаруженного не существует; измерение или тест могут дать неверные результаты из-за ошибочного метода или неверного прочтения и записи данных; исследователь может неверно интерпретировать образ или наблюдение. Выделяют две разновидности ошибки наблюдателя: вариации результатов исследователей (interobserver variation, т.е., различия результатов измерений разными исследователями) и вариация результатов одного исследователя (intraobserver variation, т.е. различия результатов в серии измерений одного и того же объекта, проделанной одним исследователем).

Всю совокупность ошибок наблюдателя (случайную и систематическую ошибки) можно в значительной степени устранить, если измерения проводить параллельно и независимо двумя или более исследователями. Поскольку ошибки исследователей в основном независимы, то расхождения измерений (оценок) укажут на такие ошибки. Эти ошибки станет возможным устранить, для чего существуют разные методы, из которых простейший — вычисление средней оценки. Возможно возникновение специфической СО наблюдателя (или СО измерения) в оценке методов лечения. Если при тяжелом заболевании испытывается новый способ лечения в открытом эксперименте,  пациенты, получающие новое (дорогое или недоступное другим) вмешательство, могут выше оценивать результаты лечения в сравнении с пациентами контрольной группы, получающими стандартное вмешательство.

СО памяти (recall bias) — СО, возникающая вследствие различия в точности или полноте воспоминаний о прошлых событиях или жизненном опыте. Например, больной человек лучше, чем здоровый, может вспомнить события, потенциально связанные с возникновением заболевания .

СО сообщения информации пациентом (reporting bias) — СО вследствие выборочного сообщения или сокрытия информации о прошлой истории болезни, например, о деталях половой жизни. Обычно эта СО проявляется в сокрытии общественно осуждаемых форм поведения и может возникать не только при изучении пациентов, людей в популяции, но и при изучении поведения врачей.

СО в обращении с выпадающими величинами (bias in the handling outliers) — СО, возникающая вследствие включением в анализ необычных (выпадающих из общего ряда) значений в маленькой выборке или же вследствие исключения из анализа необычных значений, которые следовало включить.

Ошибки дизайна и анализа

СО опережения (lead time bias, син. zero time shift — сдвиг точки отсчета). Обычным в медицинской практике является стремление к выявлению заболевания ранее обычного  (интервал опережения, lead time), например, до возникновения симптомов. Предполагается, что лечение в этом случае будет более успешным, и это увеличит выживание. Если выживание измеряется временем от выявления болезни до смерти, то ранняя диагностика может создавать иллюзию увеличения выживания за счет того, что болезнь будет просто выявляться раньше, т.е. возникает переоценка времени выживания из-за сдвига назад точки отсчета выживания (Рис. 3). Для надежного выявления истинного характера увеличения длительности выживания после диагностики необходимы сравнительные экспериментальные исследования. В более общем случае СО опережения  возникает, когда наблюдения за группами пациентов  начинаются на несравниваемых стадиях естественного развития заболевания. Например, вмешательства у женщин, страдающих раком молочной железы, который выявляется путем скрининга, нельзя сравнивать с вмешательствами у женщин, болезнь которых выявляется клиническим осмотром при обращении на более поздней стадии болезни.

Рис. 3. Происхождение СО опережения. При обычной диагностике заболевание, возникшее в 1998 г., выявляется в 2005 г. и приводит к смерти в 2007 г. При ранней диагностике заболевание будет выявлено в 2002 г. (интервал опережения 3 года). При сохранении той же продолжительности жизни период выживания после выявления болезни увеличивается на 2 года за счет сокращения периода жизни «без диагноза».

СО продолжительности (length bias) — СО, возникающая при изучении болезни на выборке преваленсных случаев (всех случаев, найденных в популяции или в регистре. В такой выборке оказываются преимущественно представлены длительно текущие случаи. СО продолжительности может возникать не только в поперечном исследовании, но и в когортном по ретроспективно собранным данным, в исследовании типа сравнения с контролем и других .

 

Рис. 4. Возникновение СО продолжительности. при изучении преваленсных случаев. В любой момент Т времени Х однократное обследование популяции выявит преимущественно длительно текущие случаи заболевания (длинные линии), а короткие пропускаются.