研究設計 (Study Design)
研究設計 (Study design)
研究設計 (study design) 主要分為兩大類：一類是研究者扮演被動角色、觀察事件的發生（觀察性研究 (observational study)），另一類則是研究者施加一項介入並檢驗其效果（介入性研究 (interventional study)）。隨機對照試驗 (randomized controlled trial) 常被視為建立因果關係 (causality) 的黃金標準，但也有許多情況下觀察性研究可能是更好的選擇（例如在研究罕見的關注結果時）。觀察性研究的主要限制在於偏差 (bias) 與干擾 (confounding) 的問題。當存在一個與自變項 (independent variable) 及應變項 (dependent variable) 均相關，因而影響研究結果的因素時，即發生干擾 (confounding)。例如，使用日曬機 (tanning beds) 者可能也從事其他高風險活動，如飲酒、抽菸或不良飲食習慣，這些都是必須加以考量的可能干擾因子 (confounders)。控制干擾的方法包括個體或群組配對 (matching)，以及在資料分析過程中的分層 (stratification) 或校正 (adjustment)。偏差 (bias) 是指研究設計、執行或分析中任何導致推論錯誤的誤差。選擇偏差 (selection bias)、訪談者偏差 (interviewer bias)、回憶偏差 (recall bias) 與執行偏差 (performance bias) 都是常見的例子。以下將概述各種研究設計，以及在何時選擇最合適設計的考量。
觀察性研究 (Observational studies)
觀察性研究可以是描述性的 (descriptive)，例如描述某疾病或某暴露的分布（如描述基底細胞癌 (basal cell carcinoma) 發生率的趨勢3）；亦可以是分析性的 (analytic)，即檢驗預測因子 (predictors) 與結果 (outcomes) 之間的關聯。分析性研究旨在檢驗一項假說。分析性觀察研究依據蒐集資料時所採用的時間順序與抽樣程序，可分為三種類型：病例對照 (case-control)、橫斷面 (cross-sectional) 與世代 (cohort) 研究 (Table 11-2)。
病例對照研究 (Case-control study)。 病例對照研究是一種回溯性 (retrospective) 觀察設計，觀察已被診斷出特定疾病或結果的病人，並與對照病人 (control patients) 相比較，檢驗其與某種暴露 (exposure) 的關聯 (Fig. 11-1A)。結果以勝算比 (odds ratio, OR) 報告，其定義為若你具有某特定暴露時罹患該疾病的勝算。例如，一項檢驗鱗狀細胞癌 (squamous cell carcinoma, SCC，病例組) 病人相較於無 SCC 者（對照組）的研究顯示，罹患 SCC 者具有 SCC 家族史的風險高出四倍。4 這些資料係透過問卷取得，且如同大多數仰賴病人回憶的回溯性研究，會受到回憶偏差 (recall bias) 以及未測量變項所造成的干擾（在此特定情況下，即共同的家族環境暴露，例如家庭海灘度假）所影響。
橫斷面研究 (Cross-sectional study)。 橫斷面研究在某一給定時間框架內檢驗一個族群，並提供關於具有某種暴露的受試者其疾病盛行率 (prevalence)，相較於未具該暴露之受試者疾病盛行率的資訊 (Fig. 11-1B)。一個與皮膚外科相關的例子是一項橫斷面研究，顯示非典型黑色素細胞增生 (atypical melanocytic proliferation) 位於頭頸部的位置，與切除後邊緣陽性 (positive margins) 之間的關聯。5 由於暴露與結果是在同一時間點被確定，因此無法判定兩者之間的時序關係 (temporal relationships)。
世代研究 (Cohort study)。 世代研究是隨時間追蹤一群具有共同疾病或暴露的個體 (Fig. 11-1C)。研究者選取一群已暴露於某治療或手術的病人，並將某項關注的結果與一個暴露組相比較。世代研究有兩種形式：前瞻性 (prospective) 與回溯性 (retrospective)。前瞻性世代是指參與者在研究開始時或未來某時間暴露於該變項，然後向未來追蹤以確定結果。前瞻性世代研究有助於確定某狀況的潛在成因，最適合用於常見狀況，或在針對罕見狀況的特定目標族群內進行。前瞻性世代的例子包括 Health Professionals Follow-Up Study (HPFS) 與 Nursing Health Study (NHS)，這些對象自 1984 to 2008 被前瞻性追蹤，針對有非黑色素瘤皮膚癌 (NMSC) 病史者的研究發現，他們罹患其他原發癌症的風險顯著較高。6
相對風險 (relative risk, RR) 定義為在暴露存在時罹患某狀況的風險，相對於另一個無暴露組之風險的比值。RR 為 1 意味著組間沒有差異，大於 1 意味著該狀況在實驗組中較為常見，而 RR 小於 1 則表示該狀況在實驗組中較不可能發生。與 OR 不同，RR 能展現時序性 (temporality)。
相對於前瞻性世代研究，回溯性世代研究 (retrospective cohort study) 辨識出過去曾有暴露的個體（通常透過病歷回顧或資料庫），並在某個界定的時間點（例如研究起始時間或未來某時間）測量結果 (Fig. 11-1)。兩者的結果皆可以 RR、風險比 (hazard ratio, HR)、OR、標準化發生率比 (standardized incidence ratio, SIR) 或標準化死亡比 (standardized mortality ratio, SMR) 來測量。
SIR 用於判定某小型族群中疾病發生率的高低，而 SMR 則是針對死亡發生率的類似測量。例如，曾以回溯性世代研究設計來檢驗組織病理學風險因子（分化不良 (poor differentiation)、神經周圍侵犯 (perineural invasion)、腫瘤直徑 ≥2 cm、侵犯超出皮下脂肪 (subcutaneous fat)）與來自 256 例高風險皮膚 SCC 之結果（包括死亡與淋巴結轉移 (nodal metastasis)）之間的關聯。7 回溯性世代研究的好處在於，它可以較小規模進行，所需完成的時間與資源較少，且能較容易地檢驗多項結果以及罕見結果。視研究問題而定，回溯性世代研究設計對於從事臨床研究的皮膚外科醫師而言，可能是個良好的取徑。
圖 11-1：A. 病例對照研究模型 (Case-control study model)。B. 橫斷面研究模型 (Cross-sectional study model)。C. 前瞻性與回溯性世代研究 (Prospective vs. retrospective cohort studies)。
表 11-2：觀察性研究方法 (Observational Study Methods)。